Zpětnovazební řízení polohy plazmatu na tokamaku GOLEM Jindřich Kocman.

Prezentace na téma: "Zpětnovazební řízení polohy plazmatu na tokamaku GOLEM Jindřich Kocman."— Transkript prezentace:

1 Zpětnovazební řízení polohy plazmatu na tokamaku GOLEM Jindřich Kocman

2 Roztahování prstence Prstenec plazmatu je roztahován zejména těmito třemi silami: Ampérova síla – Síla podobná té, které roztahuje závit protékaný proudem. Na vnitřní straně plazmatu je větší tak magnetického pole Hydrostatická síla – Síla, která například roztahuje pneumatiku při nafukování. Na povrchu plazmatu je stejný tlak, ale vnější strana má větší plochu než vnitřní Síla 1/R – plazma diamagnetické, uvnitř plazmatu je menší toroidální magnetické pole, než mimo něj. Jelikož toto pole klesá s 1/R, je magnetický tlak na vnitřní straně plazmatu větší než na vnější. (Pokud by plazma bylo paramagnetické, síla by směřovala dovnitř)

3 Nekonečně dlouhý rovný sloupec má plochy konstantního magnetického pole ve formě koncentrických válců Pokud sloupec stočíme, dojde k posunu mezi středem vzniklého prstence a středem ploch konstantního magnetického pole Tento posuv se nazývá Shafranov shift :

4 Posuv magnetických povrchů Rovnice pro posuv magnetických povrchů se získá z Grad-Shafranovovy rovnice pro rovnováhu plazmatického sloupce v tokamaku

5 Rovnice pro posuv plazmatu Použitím předpokladů malé kruhový průřez plazmatu tokamak s velkým aspektem lze upravit G-S rovnici na diferenciální rovnici pro

6 Posuv plazmatu v přítomnosti nekonečně vodivé stěny

7 Nahrazení nekonečně vodivé stěny externím polem

8 Určení polohy plazmatu Shafranov parameter (koeficient asymetrie) Horizontální poloha

9 Vertikální poloha: poloidální pole lze použít přiblížení rovného vodiče Vertikální poloha pana Valoviče

10 Tokamak GOLEM

11 Vertikální poloha Vertical displacement 1 – přiblížení lineárního vodiče Vertical displacement 2 – vertikální poloha podle pana Valoviče

12 horizontální poloha Nebylo měřeno vertikální pole – použití přiblížení rovného vodiče

13 Stabilizace Nevíme, jaký směr má generované magnetické pole Nejspíše opačně zapojené, než potřebujeme

14 Při dlouhých výbojích ( Δ t<10ms) – pokles napětí na závit

15 Při puštění proudu do stabilizace se jev neobjeví

16 Ukázka z bolometrů při letní instalaci:

17 Literatura: V.S. Mukhovatov, V.D. Shafranov: Plasma Equilibrium in a Tokamak, Nuclear Fusion 11, 605 (1971) J. Wesson: Tokamaks, Third edition, Oxford University Press, Clarendon, Press, Oxford, 2004 J. P. Freidberg: Ideal Magnetohydrodynamics, Plenum Press, New York 1987 J. P. Freidberg: Plasma physics and fusion energy, Cambridge University, Press, New York 2007 M. Valovič: Magnetic diagnostics on the CASTOR tokamak, Czechoslovak, Journal of Physics B 38, 1988