Tryb zlokalizowany na krawędzi

Tryb zlokalizowany na krawędzi (ELM) to zakłócająca niestabilność występująca w obszarze krawędzi plazmy tokamaka z powodu quasi-okresowego rozluźnienia bariery transportowej [ wymagane wyjaśnienie ] utworzonej wcześniej podczas przejścia z trybu niskiego do wysokiego ograniczenia . Zjawisko to po raz pierwszy zaobserwowano w tokamaku ASDEX w 1981 r. Efekty diamagnetyczne w równaniach modelu zwiększają rozmiar przestrzeni parametrów, w której można odzyskać rozwiązania powtarzających się piłokształtnych w porównaniu z rezystancyjnym modelem MHD . ELM może wydalić do 20 procent energii reaktora.

Kwestie

ELM jest głównym wyzwaniem w badaniach nad fuzją magnetyczną z tokamakami, ponieważ te niestabilności mogą:

  • uszkadzać elementy ścian (w szczególności płyty odchylające ) poprzez ich usuwanie ze względu na ich wyjątkowo wysoki współczynnik przenoszenia energii (GW/m 2 );
  • potencjalnie sprzęgać lub wyzwalać inne niestabilności, takie jak tryb ściany rezystancyjnej (RWM) lub tryb neoklasycznego rozdzierania (NTM).

Zapobieganie i kontrola

Różnorodne eksperymenty / symulacje próbowały złagodzić uszkodzenia spowodowane przez ELM. Techniki obejmują:

  • wstrzykiwanie hałaśliwej energii statycznego pola magnetycznego do pola ograniczającego jako reżim stabilizacji ograniczającej w celu zmniejszenia amplitudy ELM. [ potrzebne źródło ]
  • wstrzykiwanie peletek w celu zwiększenia częstotliwości, a tym samym zmniejszenia nasilenia wybuchów ELM ( aktualizacja ASDEX ). [ potrzebne źródło ]
  • wiele ELM na małą skalę (000 s / s) w tokamakach , aby zapobiec tworzeniu się dużych, rozprowadzając związane z tym ciepło na większym obszarze i interwale
  • gęstość plazmy i, przy dużych gęstościach, dostosować topologię linii pola magnetycznego ograniczających plazmę.

Historia

W 2003 roku DIII-D zaczął eksperymentować z rezonansowymi zaburzeniami magnetycznymi w celu kontrolowania ELM.

W 2006 roku rozpoczęto inicjatywę (Projekt Aster) mającą na celu symulację pełnego cyklu ELM, w tym jego początku, wysoce nieliniowej fazy i jej zaniku. Jednak nie stanowiło to „prawdziwego” cyklu ELM, ponieważ prawdziwy cykl ELM wymagałby modelowania powolnego wzrostu po awarii, aby wytworzyć drugi ELM.

Pod koniec 2011 roku kilka ośrodków badawczych wykazało aktywną kontrolę lub tłumienie ELM w osoczu tokamaka. Na przykład tokamak KSTAR wykorzystał określone asymetryczne trójwymiarowe konfiguracje pola magnetycznego, aby osiągnąć ten cel.

W 2015 roku opublikowano wyniki pierwszej symulacji demonstrującej powtarzające się cykle ELM.

W 2022 roku naukowcy rozpoczęli testowanie hipotezy małego ELM w JET , aby ocenić użyteczność tej techniki.

Zobacz też

Dalsza lektura