Plasma Heat Flux to Solid Structures in Tokamaks
Tepelný tok plazmatu na pevné struktury v tokamacích
dizertační práce (OBHÁJENO)
Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/105878Identifikátory
SIS: 123000
Kolekce
- Kvalifikační práce [11211]
Autor
Vedoucí práce
Konzultant práce
Pavlů, Jiří
Oponent práce
Gunn, James P.
Svoboda, Vojtěch
Fakulta / součást
Matematicko-fyzikální fakulta
Obor
Fyzika plazmatu a ionizovaných prostředí
Katedra / ústav / klinika
Katedra fyziky povrchů a plazmatu
Datum obhajoby
29. 4. 2019
Nakladatel
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaJazyk
Angličtina
Známka
Prospěl/a
Klíčová slova (česky)
plazma, tokamak, infračervená termografie, scrape-off vrstva, tepelný tokKlíčová slova (anglicky)
plasma, tokamak, infrared thermography, scrape-off layer, heat fluxTepelný tok plazmatu na pevné struktury v tokamacích Petr Vondráček Odvod energie a částic z plazmatu je klíčovým tématem pro budoucí fúzní reaktory založené na principu magnetického udržení plazmatu, jmenovitě pro tokamaky. Zásadní oblastí pro fúzní výzkum je dobré porozumění procesům řídícím tepelné toky plazmatu dopadající na první stěnu tokamaků. Tato doktorská práce se zaměřuje na experimentální studium tepelných toků plazmatu v různých oblastech tokamaku COMPASS. Pro tyto účely byl v rámci doktorské práce vybudován nový infračervený termografický systém. Pomocí systému jsou studována čtyři hlavní témata. Za prvé je zkoumána úzká okrajová vrstva plazmatu s velice strmým profilem tepelného toku v plazmatických výbojích limitovaných na vnitřním sloupku tokamaku. Je ukázáno, že radiální tloušťka této vrstvy je konzistentní s modelem založeným na transportu částic plazmatu dominovaném drifty. Za druhé je podrobně studováno tepelné namáhání náběžných hran spár v limiterových deskách. Je domonstrováno, že rozložení tepelného toku okolo poloidálních hran je dobře popsáno pomocí optické aproximace. Též je poprvé experimentálně pozorováno tepelné namáhání magneticky stíněných stran toroidálních limiterových spár v souladu s výsledky particle-in-cell simulací. Za třetí jsou zkoumány lokalizované tepelné otisky...
Plasma Heat Flux to Solid Structures in Tokamaks Petr Vondráček Energy and particle exhaust is the key issue for future fusion reactors based on magnetic plasma confinement, namely for tokamaks. Good understanding of processes controlling plasma heat fluxes impinging the first wall of tokamaks is of a main concern for fusion research. This doctoral thesis is focused on experimental investigation of plasma heat fluxes in different locations of the COMPASS tokamak. A new infrared thermography system was built for this purpose as a part of this PhD research. There are four main topics studied using the system. First of all, a narrow near-SOL heat flux channel with a very steep radial profile is characterised in HFS limited discharges. It is shown that the near-SOL heat flux decay length is consistent with the drift-based model of the SOL heat transport. Secondly, heat loading of leading edges of misaligned limiters is broadly studied. The optical approximation of the heat flux distribution around a poloidal leading edge is confirmed as a valid approach. Heat loading of a magnetically shadowed side of a toroidal limiter gap is observed experimentally for the first time confirming predictions of particle-in-cell code simulations. Thirdly, localised hot-spots caused by the impact of runaway electrons as well as...