First orbit losses of charged fusion products in tokamak: flux calculation
Вантажиться...
Дата
2012
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна
Анотація
Technique of calculation the pitch-angle, energy and poloidal distributions of the flux of charged fusion products (CFPs) lost to the first wall of axisymmetric tokamak due to first orbit (FO) loss mechanism is developed. This technique extends the approach for evaluation the poloidal distributions of FO loss of CFPs in tokamaks proposed by [Kolesnichenko Ya.I. et al. Sov. J. Plasma Phys 2 (1976) 506]. The upgraded technique enables to calculate distributions of lost fast ions in wide class of tokamak magnetic configurations. Analytical model of the magnetic field used in this study [Yavorskij V.A. et al. Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) 249] takes into account Shafranov shift, elongation, triangularity and up-down asymmetry. Usage of the drift constant of motion space allows substantial reducing the computational efforts for simulation the lost particles flux at a given point of the first wall. The developed approach is useful for simulation the pitch-angle and energy distributions of fast ions lost to the scintillator detector [Zweben S.J. et al. Nucl.Fusion 30 (1990) 1551] in present-day tokamaks [Kiptily V.G. et al. Nucl.Fusion 49 (2009) 065030] as well as for calculation of the CFP fluxes to the plasma-facing wall in future tokamak-reactors.
Разработан метод для расчета распределений по питч-углу, энергии и полоидальному углу потока заряженных продуктов синтеза (ЗПС), теряемых на первой стенке осесимметричного токамака вследствие мгновенных потерь (МП). Этот метод расширяет подход для расчета полоидального распределения МП ЗПС в токамаках, который был предложен в [Kolesnichenko Ya.I. et al. Sov. J. Plasma Phys 2 (1976) 506]. Усовершенствованный метод позволяет рассчитывать распределений теряемых быстрых ионов для широкого класса магнитных конфигураций токамаков. Используемая в этом исследовании аналитическая модель магнитного поля учитывает шафрановский сдвиг, эллиптичность, треугольность и асимметрию «верх-низ» [Yavorskij V.A. et al. Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) 249]. Использование пространства инвариантов движения дает возможность значительно уменьшить вычислительные усилия при моделировании потока теряемых частиц в заданную точку на первой стенке. Разработанный подход полезен для моделирования распределения по питч-углу и энергии теряемых быстрых ионов, которые попадают в сцинтилляционный детектор [Zweben S.J. et al. Nucl.Fusion 30 (1990) 1551] в современных токамаках [Kiptily V.G. et al. Nucl.Fusion 49 (2009) 065030], а также рассчитывать потоки ЗПС на первую стенку в будущих токамаках реакторах.
Розроблено метод обчислення розподілів по пітч-куту, енергії та полоїдного куту потоку заряджених продуктів синтезу, які втрачаються на першій стінці осесиметричного токамака внаслідок миттєвих втрат (МВ). Цей метод розширює підхід для обчислення полоїдного розподілу МВ ЗПС в токамаках, який був запропонований в [Kolesnichenko Ya.I. et al. Sov. J. Plasma Phys 2 (1976) 506]. Покращений метод дозволяє розраховувати розподіли швидких іонів, що втрачаються, для широкого класу магнітних конфігурацій токамаків. Аналітична модель магнітного поля, яка використовується в цьому дослідженні, враховує шафранівський зсув, еліптичність, трикутність та асиметрію «верх-низ» [Yavorskij V.A. et al. Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) 249]. Використання простору інваріантів руху дає можливість значно зменшити обчислювальні зусилля при моделюванні потоку частинок, що втрачаються, в заданій точці на першій стінці. Розроблений підхід є корисним для моделювання розподілу за пітч-кутами та енергіями швидких іонів, що втрачаються, та досягають сцинтиляційного детектора [Zweben S.J. et al. Nucl.Fusion 30 (1990) 1551] у сучасних токамаках [Kiptily V.G. et al. Nucl.Fusion 49 (2009) 065030], а також обчислювати потоки ЗПС на першу стінку в майбутніх токамаках-реакторах.
Опис
Ключові слова
миттєві втрати, заряджені продукти синтезу, осесиметричний токамак, некруглі потокові поверхні, сцинтиляційний детектор, first orbit losses, charged fusion product, axisymmetric tokamak, non-circular flux surface, scintillator detector
Бібліографічний опис
First orbit losses of charged fusion products in tokamak: flux calculation / A.O. Moskvitin, V.O. Yavorskij, V.Ya. Goloborod’ko, Yu.K. Moskvitina // Вiсник Харкiвського нацiонального унiверситету iм. В.Н. Каразiна. – 2012. – № 1001. Сер.: Фізична. «Ядра, частинки, поля». – Вип. 2(54). – С. 4-14.