Применение метода канонических профилей для описания

XLIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 8 – 12 февраля 2016 г.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КАНОНИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ ДЛЯ ОПИСАНИЯ
ПОВЕДЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПЛАЗМЫ ПРИ ЭЦР НАГРЕВЕ НА Т-10
Ю.Н. Днестровский, В.А. Вершков, А.В. Данилов, А.Ю. Днестровский, С.Е. Лысенко,
Д.А. Шелухин, Г.Ф. Субботин, С.В. Черкасов
НИЦ “Курчатовский Институт”, Москва, Россия, [email protected]
Проведено моделирование поведения профиля плотности плазмы в серии импульсов
токамака Т-10 с ЭЦР нагревом. Для этих импульсов ток плазмы I = 0,2 MA, магнитное поле
B = 2,.3 Тл, режим нестационарен и хордовая плотность плазмы изменяется в диапазоне n =
2,5 – 4,5  1019 м–3. Для одной части импульсов ЭЦР нагрев включается на стационарной
стадии разряда, для другой — на стадии подъема плотности. Поведение хордовой плотности
при включении ЭЦР в момент t = 0,4 с на стадии подъема плотности при постоянном напуске
газа для импульса № 66021 показано пунктиром на рис. 1. Очевидно, что при включении
ЭЦР удержание частиц ухудшается, и рост плотности прекращается.
На рис. 2 для этой же стадии проведено сравнение безразмерных экспериментальных
градиентов плотности -Rn/n и давления -Rp/p в разные моменты времени с градиентами
канонических профилей плотности -Rnc/nc и давления -Rpc/pc. Видно, что перед включением
ЭЦР (t = 0,39 с) точки пересечения указанных кривых n и p (заштрихованы) расположены в
области  ~ 0,5 (для плотности) и  ~ 0,4 (для давления). После включения ЭЦР (t = 0,415 с)
профиль давления пикируется, и точка пересечения p пропадает. Профиль плотности при
этом практически не меняется и точка пересечения n остается на месте. Эта картина
позволяет получить критерий перехода от хорошего удержания частиц к плохому и обратно.
Если p начинает удовлетворять условию p < 0,35 – 0,4, то удержание частиц ухудшается.
Чем больше мощность ЭЦР, тем хуже становится удержание.
В транспортную модель канонических профилей для плотности плазмы [1, 2] были
внесены изменения, подобные внесенным в [2]. В качестве исходных экспериментальных
данных использовались абелизированные данные интерферометричских измерений.
Результаты расчетов также приведены на Рис. 1. Здесь сплошная верхняя кривая описывает
эволюцию хордовой плотности, полученную с помощью интегрирования расчетных
профилей плотности. Сплошная нижняя кривая описывает RMS отклонения d2n расчетных
профилей плотности от экспериментальных профилей.
0.5
0.4
0.3
2
0.2
ЭЦРН 1.1 МВт
d2n
1
0
0.4
0.5
Рис. 1.
t, с
0.6
R/Lp
T-10, #66021
t=0.39 c
R/Ln, R/Lp
n
модель
60
d2n
3
эксп.
19
n, 10 м
-3
4
T-10, #66021
t=0.415 c
40
20
0.1
канонич.
давлен.
t=0.415 c
0
0.0
0.0
0.7
t=0.39 c
R/Ln
t=0.415 c
канонич. плотн.
0.2
Рис. 2.
0.4

0.6
0.8
1.0
Литература
[1]. Ю.Н. Днестровский, Самоорганизация горячей плазмы. НИЦ «Курчатовский
институт», 2013, 173 с.
[2]. Ю.Н. Днестровский, В.А. Вершков, А.В. Данилов и др., Физика Плазмы, 2016, принята
к печати.
1