LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Фізика. Астрономія → Альфвенівські власні коливання та континуум магнітогідродинамічних хвиль у стелараторах


ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМ. В. Н. КАРАЗІНА






ФЕСЕНЮК Олександр Петрович



УДК 533.9



АЛЬФВЕНІВСЬКІ ВЛАСНІ КОЛИВАННЯ ТА

КОНТИНУУМ МАГНІТОГІДРОДИНАМІЧНИХ

ХВИЛЬ У СТЕЛАРАТОРАХ



01.04.08 – фізика плазми







АВТОРЕФЕРАТ


дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук












Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті ядерних досліджень Національної Академії наук України.



Науковий керівник:


доктор фізико-математичних наук, професор,

Колесниченко Ярослав Іванович,

Інститут ядерних досліджень, завідувач відділу теорії ядерного синтезу.


Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук,

Греков Дмитро Леонідович,
Інститут фізики плазми Національного наукового центру „Харківський фізико-технічний інститут", провідний науковий співробітник;


кандидат фізико-математичних наук,

Олефір Володимир Петрович,

Харківський національний університет
ім. В. Н. Каразіна, доцент.


Провідна установа:

Інститут теоретичної фізики
ім. М. М. Боголюбова НАН України, відділ теорії та моделювання плазмових процесів,
м. Київ.



Захист відбудеться 11.11.2005 р. о 17 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.12 в Харківському національному університеті ім. В. Н. Каразіна за адресою: 61108, м. Харків, пр. Курчатова 31, аудиторія 301.


З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна за адресою: пл. Свободи, 4, м. Харків, 61077.



Автореферат розісланий 11.10. 2005 р.


Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради Письменецький С. О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Останнім часом активно ведуться дослідження плазми в так званих „оптимізованих" або „покращених" стелараторах. Конфігурація магнітного поля в цих стелараторах створюється таким чином, щоб мінімізувати струм Пфірша-Шлютера та шафранівський зсув і забезпечити існування замкнених дрейфових поверхонь високоенергійних іонів у значній частині об'єму плазми. Завдяки цьому вирішується, зокрема, проблема мінімізації "класичних" втрат швидких іонів, тобто втрат через відхилення орбіт від магнітних поверхонь, стохастичну дифузію та дифузію, пов'язану з кулонівськими зіткненнями. Оптимізований стеларатор має шанс стати основою для термоядерного реактора, причому такого, що має переваги у порівнянні з реактором-токамаком (стаціонарність, відсутність нестійкості зриву). Проте і в оптимізованих стелараторах утримання швидких іонів може бути незадовільним. Це може статися при збудженні цими іонами альфвенівських нестійкостей. Тому вивчення альфвенівських коливань та їх дестабілізації швидкими іонами являє практичний інтерес. Більше того, аномальний транспорт є не єдиним фактором, що свідчить про важливу роль альфвенівських нестійкостей. У випадках, коли аномальний транспорт швидких іонів відсутній, ці нестійкості можуть бути корисним знаряддям для діагностики плазми (так званої „МГД-спектроскопії"), а також для вилучення з плазми термоядерного „попелу" – загальмованих термоядерних альфа частинок. Слід відзначити, що альфвенівські нестійкості спостерігалися в багатьох експериментах як на стелараторах, так і на токамаках. В деяких експериментах на токамаках альфвенівські нестійкості спричинювали великі втрати енергійних іонів, в інших – втрати були малими або навіть нехтовно малими. В експериментах на стелараторах також спостерігались втрати під час спалахів альфвенівської активності. Крім того, в німецькому стелараторі „Вендельштайн" 7-AS (W7-AS), спорудженому в місті Ґархінґу, такі спалахи інколи супроводжувалися змінами інтенсивності випромінювання з плазми м'яких рентгенівських променів, що свідчить про вплив альфвенівських нестійкостей також і на основну плазму, чого не спостерігалося у токамаках.

Сказане свідчить про важливість та актуальність вивчення альфвенівських хвиль та їх дестабілізації у стелараторах. Саме цим питанням присвячена дисертація. Відзначимо, що на момент початку дисертаційної роботи не існувало послідовної теорії альфвенівських нестійкостей у стелараторах. Як правило, при аналізі спостережень альфвенівської активності, пов'язаної з енергійними іонами у стелараторах, користувалися теорією, розвиненою для токамаків. Однак, відмінності магнітних конфігурацій цих двох типів термоядерних пристроїв часто роблять невиправданим таке використання.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційні дослідження були виконані в межах тем Національної Академії наук України: „Фізичні процеси у плазмі тороїдальних термоядерних систем з високоенергійними іонами (2001-2003 рр.) і „Нестійкості плазми та транспорт іонів високих енергій у стелараторах, сферичних торах та токамаках" (I квартал 2004 р. – II квартал 2006 р.).

Мета і задачі досліджень. Метою дисертаційної роботи є з'ясування властивостей спектру (дискретного спектру та континууму) альфвенівських хвиль у стелараторах, зокрема, в оптимізованих стелараторах лінії „Вендельштайн", а також отримання умов виникнення і характерних параметрів нестійкостей неідеальних альфвенівських власних мод, що збуджуються енергійними іонами. Для досягнення цієї мети необхідно було виконати такі роботи:

  • Отримати рівняння редукованої ідеальної магнітної гідродинаміки (МГД), придатні для опису ідеальних альфвенівських та повільних магнітозвукових хвиль у стелараторах.

  • Дослідити за допомогою цих рівнянь альфвенівський спектр у нестисливій плазмі та альфвенівсько-звуковий спектр у плазмі зі скінченною стисливістю в наближенні двох слабко зачеплених хвильових гармонік.

  • Розробити код чисельного розрахунку


  •