Search academic texts

Registration Number

0421U102858, Candidate dissertation

Title

Propagation of Alfven waves and energy transfer across magnetic surfaces in toroidal plasmas.

Author

Tyshchenko Margaryta Hermanivna,

popup.head Yakovenko Yurii Volodymyrovych
popup.opponent Dreval Mykola Borysovych
popup.opponent Cheremnykh Oleh Konstiantynovych

Status

Кандидат фізико-математичних наук, 01.04.08, Фізика плазми

Date

13-05-2021

Description

В дисертації представлено результати теоретичних досліджень фізики перенесення енергії поперек магнітних поверхонь альфвеновими хвилями та магнітними островами і ефектів просторового каналювання енергії швидких йонів (включно з альфа-частинками) дестабілізованими альфвеновими власними модами в токамаках. Показано, що тороїдальність може мати наслідком лінійну трансформацію кінетичної альфвенової хвилі в іншу кінетичну альфвенову хвилю, яка відрізняється від початкової хвилі номером моди. Отримано аналітичні вирази для амплітуд трансформованої і нетрансформованої хвиль. Показано, що трансформація може бути сильною для хвиль з малими полоїдальними номерами мод в таких термоядерних пристроях як NSTX (США) та ITER (Франція). Знайдено величину та розташування потоків частинок та енергії, що виникають при цеберному перенесенні внаслідок зіткненнєвого гальмування швидких йонів в полі квазістаціонарних збурень. Виявлено фізичний механізм передачі енергії поперек магнітного поля ідеальними альфвеновими хвилями в тороїдальній плазмі. Знайдено, що на відміну від класичних альфвенових хвиль у нескінченній плазмі, альфвенові хвилі в тороїдальних системах спричиняють стиснення плазми завдяки зачепленню зі швидкими магнітозвуковими хвилями, що і вможливлює передачу енергії. Пораховано радіальну групову швидкість для біжучих хвиль, які утворюють GAE-моди та TAE-моди. З'ясовано умови, за яких множинні альфвенові власні моди здатні відібрати значну частку енергії швидких йонів для можливої передачі в іншу область простору. Показано, що порядку 10 GAE-мод (така кількість спектральних ліній нестійкостей спостерігалась у експериментах) достатньо, щоб відібрати половину енергії швидких йонів у NSTX. Показано, що просторове каналювання може відігравати важливу роль у покращенні характеристик плазми та зростанні йонної температури в експериментах з нагріванням альфа-частинками у токамаку JET (Велика Британія).