Досліджено спектр альфвенівських коливань у стелараторах. Відкрито альфвенівські моди нового типу - альфвенівські власні моди, викликані дзеркальними гармоніками магнітної конфігурації. Показано істотність впливу тиску плазми на їх властивості. Виведено редуковані лінійні рівняння ідеальної магнітної гідродинаміки (МГД) для вивчення альфвенівських власних мод у стелараторах з великим аспектним відношенням. Дані рівняння враховують ефекти тиску та стисливість плазми. Розроблено числовий код COBRAS, призначений для дослідження МГД континууму. Здійснено розрахунки для одного з розрядів стеларатора "Вендельштайн". Показано, що ефекти стисливості є істотними у низкочастотній частині МГД континууму. Одержано рівняння для неідеальних альфвенівських власних мод, що враховують ефекти скінченності ларморівського радіуса іонів основної плазми, паралельне електричне поле та дисипативні механізми. За допомогою цих рівнянь показано, що у стелараторах лінії "Вендельштайн" можуть збуджуватися кінетичні альфвенівські власні моди, викликані дзеркальними гармоніками магнітної конфігурації. Досліджено дестабілізацію цих мод альфа частинками, які можуть виникати внаслідок реакцій синтезу в реакторі "Геліас".

  Скачати повний текст

Відкрито нове явище - просторове каналювання енергії й імпульсу у разі збудження нестійкостей плазми енергійними іонами. Показано існування у стелараторах власних коливань, обумовлених модуляцією магнітного поля вздовж тороїдального кута. Знайдено, що частоти гвинтових альфвенівських мод (НАЕ-мод) розташовані у верхній частині НАЕ-щілини в альфвенівському континуумі. Показано існування резонансів частинка - хвиля, обумовлених відсутністю аксіальної симетрії магнітної конфігурації стелараторів. Виявлено дрейфово-звукові власні коливання та новий тип дрейфовоальфвенівських власних коливань у тороїдальній плазмі. Знайдено ключовий параметр, названий "звуковим", від якого залежить поведінка альфвенівського континууму в околі раціональної магнітної поверхні. Встановлено існування двох типів фішбон-нестійкості з частотами, які значно перевищують частоти відомих фішбон-нестійкостей плазми токамаків. Показано, що наявність "долини" в рівноважному полі у плазмі з високим відношенням тиску плазми до тиску магнітного поля є стабілізувальним фактором, який за певних умов забезпечує абсолютну стійкість фішбон-моди. З'ясовано, що нестійкості плазми, які збуджуються енергійними іонами в токамаках і стелараторах, можуть значно впливати на електронні потоки тепла (але не на потоки частинок) поперек магнітного поля. Виявлено групу енергійних іонів, які можуть істотно зміщуватися за радіусом плазми, рухаючись по супербананових орбітах під дією пилчастих коливань у токамаках. Доведено можливість періодичних спалахів потужності термоядерного реактора в режимі з пилкоподібними коливаннями.

  Скачати повний текст

Відкрито новий тип стохастичної дифузії альфа-частинок в оптимізованих стелараторах, яка виникає у разі послідовних перетинів частинкою сепаратриси, що відокремлює локально захоплений і локально пролітний стани руху. Створено самоузгоджену модель провокування транспортних бар'єрів під час активації моди "фішбон". Удосконалено теорію впливу енергійних іонів (як тороїдально захоплених, так і пролітних) на пилчасті коливання у звичайних токамаках і сферичних торах. Розроблено модель нелінійного резонансного впливу енергійних іонів на неокласичні тиринг-моди. Обгрунтовано пояснення магнітного перезамикання за "фішбонної" активності плазми. Розроблено теорію фішбонів у розрядах з пласким профілем струму в центрі плазми та в розрядах з оберненим широм магнітного поля. Створено модель нелінійної динаміки зональної течії, яка збуджується короткохвильовою турбулентністю, поблизу порога модуляційної нестійкості. Пояснено збудження тороїдальних альфвенівських власних мод в омічних розрядах (за відсутності енергійних частинок). Досліджено резонансний вплив дрібномасштабної турбулентності на макроскопічні магнітні острови, що обертаються. Розглянуто резистивне затухання альфвенівських власних мод на локалізованих електронах у стелараторах. Описано механізм збудження геодезичної акустичної моди за іонного циклотронного нагрівання.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну постановку задачі розрахунку характеристик магнітної конфігурації шляхом введення керуюючих параметрів з урахуванням зовнішніх факторів. Розроблено новий метод синтезу технічних рішень, який базується на зведенні багатокритеріальної задачі розрахунків характеристик магнітної конфігурації до однокритеріальної, яка передбачає розгляд інших критеріїв як системи обмежень. Створено математичну модель геометрії магнітних обмоток, яка передбачає врахування технологічних критеріїв на виготовлення, що дозволило одержати дані розрахунків і тривимірні зображення об'єктів моделювання у режимі реального часу. Розроблено інтерактивну графічну систему моделювання полюсів магнітних обмоток, згідно з якою побудова геометричних моделей має здійснюватися з урахуванням керуючих параметрів і зовнішніх факторів під час вирішення оптимізаційної задачі розрахунків характеристик магнітної конфігурації і технологічних особливостей виготовлення. Використання системи дозволяє автоматизувати процес одержання геометричних характеристик і тривимірювального зображення об'єктів моделювання у режимі реального часу. Розроблено інтерактивну графічну систему геометричного моделювання межової магнітної поверхні, яка створюється силовими лініями магнітного поля та базується на введенні додаткових параметрів, що забезпечують розрахунок топології силових ліній магнітного поля. Запропонована система дозволяє підвищити точність розрахунків і зменшити терміни проектування.

  Скачати повний текст

Вивчено стохастичну дифузію швидких (надтеплових) іонів у сферичних токамаках. Запропоновано альтернативну модель колапсу пилчастих коливань у токамаках, яка пояснює спостережену поведінку коефіцієнта запасу стійкості. Виявлено існування критичної енергії захоплених швидких іонів під час їх перерозподілу пилчастими коливаннями. З'ясовано, що іони з надкритичними енергіями є нечутливими до колапсів, а іони з підкритичними енергіями добре перерозподіляються. Одержано та використано до аналізу експерименту рівняння, що описують перерозподіл частинок колапсом. Розроблено числовий код COBRA для розрахунку альфвенівських континуумів у стелараторах, який застосовано для аналізу експериментів. Виявлено явише анігіляції щілин континууму у точках їх перетину та явище захоплення альфвенівських хвиль через інтерференцію гармонік параметрів плазми. Досліджено аномальну електронну теплопровідність, яка виникає через резонансну дію кінетичної альфвенівської хвилі на електрони, що дозволило пояснити експеримент на стелараторі Wendelstein 7-AS.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст