Anomalous diffusion of plasma in tokamak edge region

Abstract

Název práce: Anomální difuze plazmatu z okrajové turbulentní oblasti tokamaku Autor: Jakub Seidl Školící pracoviště: Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i. Vedoucí disertační práce: Doc. Ing. Ladislav Krlín, DrSc., ÚFP AV ČR Konzultant: RNDr. Radomír Pánek, Ph.D., ÚFP AV ČR Abstrakt: Tato práce poskytuje stručný úvod do problematiky turbulence plazma- tu v okrajové vrstvě tokamaku a diskutuje některé aspekty anomální difuze plazma- tu v této oblasti. V rámci modelování turbulence generované výměnnou nestabili- tou je s užitím kódu ESEL zkoumán vliv paralelního transportu, a to především charakteru paralelních proudů, na vlastnosti turbulentních struktur s přihlédnutím k možnostem experimentálního ověření. Na základě modelovaných charakteristik turbulence je pak diskutován vliv fluktuací na měření elektrostatických sond v okrajové vrstvě tokamaku v režimu vysoké srážkovosti. Srovnání modelu s měře- ním provedeným na tokamaku ASDEX Upgrade vysvětluje některé neočekávané výsledky experimentu, jako například přítomnost 'hrbu' ve frekvenčních spektrech potenciálu plazmatu. Dále je vysvětleno chování korelační funkce hustoty měřené na dvou prostorově separovaných Langmuirových sondách v oblasti magnetické separatrix a je poukázáno na nejednoznačnost metody měření vorticity plazmatu pomocí sady plovoucích...

Title: Anomalous diffusion of plasma in tokamak edge region Author: Jakub Seidl Tutoring institution: Institute of Plasma Physics AS CR, v.v.i. Supervisor: Doc. Ing. Ladislav Krlín, DrSc., IPP AS CR Consultant: RNDr. Radomír Pánek, Ph.D., IPP AS CR Abstract: This work provides brief introduction to the topic of plasma turbu- lence in tokamak edge region and several aspects of anomalous plasma diffusion are discussed. We use numerical code ESEL to model interchange turbulence and investigate properties of turbulent structures in different regimes of parallel trans- port. Means of experimental verification of the results are discussed. Results of the modelling are then used to interpret unexpected results experimentally obtained by electrostatic ball-pen probes on tokamak ASDEX Upgrade, mainly appearance of a 'bump' in power spectra of measured plasma potential. Next, we explain be- haviour of cross-correlation function of density signals measured by two spatially separated Langmuir probes in the vicinity of magnetic separatrix and we point out an ambiguity in interpretation of results of vorticity measurement made by set of floating Langmuir probes. In the last part, transport of plasma impurities by electrostatic turbulent potential is modelled. We identify reversal of radial particle velocity for particles with...