Vývoj nových kinetických modelů pro studium nelineárního transport nečistot na okraji plazmatu tokamaků

  • Vedoucí práce / Supervisor: Dr. David Tskhakaya
  • Pracoviště / Workplace: ÚFP AV ČR
  • Kontakt / Contact: tskhakaya@ipp.cas.cz

Osnova:

Rostoucí možnosti vysokovýkonných kinetických modelů okraje plazmatu jsou dnes rychle rostoucím odvětvím výzkumu magneticky udržovaného plazmatu. Naše současné kinetické simulace okraje plazmatu, založené na PIC (particle-in cell) kódech, obsahují nelineární dynamiku plazmatu, neutrální částice a nečistoty. Tyto modely podstatně přispívají k optimalizaci projektů budoucích tokamaků (viz [1-3] a odkazy v nich uvedené). Jedním z omezení těchto PIC kódů je požadavek stejné váhy simulovaných částic, což je nutné k použití srážkových operátorů. Tím pádem jsou nepřesné výpočty týkající se nečistot s velmi nízkými koncentracemi a vysokým stupněm ionizace.

Cílem navrhované doktorské práce je vyvinout nové srážkové operátory, které by nevyžadovaly stejné váhy kolidujících částic, jeho implementace do existujících PIC kódů (např. do BIT, SPICE apod.). Dále pak provedení simulací SOL (Scrape-off layer, tj část okraje plazmatu s otevřenými silokřivkami magnetického pole) včetně vysoko ionizovaných stavů nečistot. Získané výsledky budou použité pro projektování a optimalizaci řízení plazmatu v budoucích fúzních zařízeních (COMPASS-U, ITER and DEMO).

 

Literatura:

[1] D. Tskhakaya, Plasma Phys. Control. Fusion, 59 (2017) 114001

[2] T. Takizuka, et al., Contrib. Plasma Phys., 59 (2017) 034008

[3] D. Tskhakaya, et al., Nucl. Mater. and Energy, 26 (2021) 100893