Equilibrium analysis of free boundary MHD plasma with bootstrap current

具有自举电流的自由边界 MHD 等离子体的平衡分析

基本信息

  • 批准号:
    05452389
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.74万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1993
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1993 至 1994
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In order to realize steady-state operations in tokamak-type nuclear fusion reactors, there is the method to use bootstrap currents form neoclassical transport theory, which are driven by the thermodynamic force of plasma. This means that plasma itself can sustain the toroidal current for long time.Development of the numerical MHD equilibrium code for free boundary plasma was carried out in 1993. We have compared several viscosity models and applied the Hirshman's rational approximations to the present analysis. In 1994, following analyzes were carried out by using the the numerical code. The bootstrap currents were compared with Ohmic and diamagnetic currents using iterative calculation with Hirshman's viscosity model. The bootstrap currents flow near the plasma surface more than at the center of plasma. That is why the plasma pressure gradient becomes low and no momentum exchange among trapped particles happen near the center of plasma. In comparison of the case with toroidal current Ip=22 (MA) and 15 (MA), ratio of the bootstrap currents of 15 (MA) is larger than that of 22 (MA) because of the poloidal magnetic field. Study for relation between plasma density and temperature was also carried out.Further analysis under consideration of the effects of impurity will be carried out by using the friction and viscosity matrix in the near future.
为了实现托卡马克型核聚变反应堆的稳态运行,有一种方法是利用新经典输运理论中的自举电流,它是由等离子体的热力学力驱动的。这意味着等离子体本身可以长时间地维持环形电流。自由边界等离子体的MHD平衡数值程序的开发于1993年开始。我们已经比较了几种粘度模型,并应用赫希曼的合理近似本分析。1994年,利用数字代码进行了以下分析。自举电流进行了比较,欧姆和抗磁电流使用迭代计算与赫希曼的粘度模型。在等离子体表面附近流动的自举电流比在等离子体中心流动的多。这是等离子体中心附近等离子体压力梯度变小,被捕获粒子之间没有动量交换的原因。比较环向电流Ip=22(MA)和15(MA)的情况,由于极向磁场的存在,15(MA)的自举电流比大于22(MA)的自举电流比。对等离子体密度与温度的关系进行了研究,并在考虑杂质影响的情况下,利用摩擦矩阵和粘性矩阵进行了进一步的分析。

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
吉田,五十嵐,本間: "形状制御電流を考慮したトカマクプラズマの平衡解析" 日本原子力学会北海道支部第11回研究発表会講演要旨集. 35-36 (1993)
Yoshida、Igarashi、Honma:“考虑形状控制电流的托卡马克等离子体的平衡分析”日本原子能学会北海道分会第 11 届研究报告摘要 35-36 (1993)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉田,五十嵐,本間: "形状制御電流を考慮したトカマクプラズマの平衡解析" 日本原子力学会北海道支部第11回研究発表会講演要旨集. 35-36 (1994)
Yoshida、Igarashi、Honma:“考虑形状控制电流的托卡马克等离子体的平衡分析”日本原子能学会北海道分会第 11 届研究报告摘要 35-36 (1994)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Yoshida,H.Igarashi,T.Honma: "A BEM analysis of helically symmertic MHD equilibrium with an elliptic cross section" Applied electromagnetics,Power Syetems and Controls. 127-130 (1994)
M.Yoshida、H.Igarashi、T.Honma:“椭圆形截面的螺旋对称 MHD 平衡的 BEM 分析”应用电磁学、电力系统和控制。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Igarashi,M.Yoshida and T.Honma: "Numerical Estimation of Bootstrap Current in Tokamaks under Different Approximations" Proceedings of ISEM-Seoul. (to be published). (1994)
H.Igarashi、M.Yoshida 和 T.Honma:“不同近似下托卡马克自举电流的数值估计”ISEM-Seoul 论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Yoshida, H.Igarashi and T.Honma: "An equilibrium analysis of toroidal plasma controlled by external coil current" Abstracts of the 11th Research Meeting of Hokkaido Chapter of the Atomic Energy Society of Japan. 35-36 (1993)
M.Yoshida、H.Igarashi 和 T.Honma:“外部线圈电流控制的环形等离子体的平衡分析”日本原子能学会北海道分会第 11 届研究会议摘要。
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  • 发表时间:
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