مقدمه:

تحقیقات بر روی توکامکهای کوچک و دیگر هندسههای محصورسازی هنوز بخش مهمی از برنامههای همجوشی برای توسعهی زمان تناوب در فرآیند همجوشی است. یکی از این تحقیقات، توکامکهای کروی ۱(ST) نامیده میشود. مسیر توسعهی انرژی همجوشی چنبرههای کروی مکمل آزمایشهای پلاسمای احتراقی مانند ITER است که به سمت دستگاههای آزمایشی مولفههای به هم پیوسته(۲(CTF و روشهای توروئیدی  بالا برای بهبود طراحی توکامک

۱-Spherical Tokamak

۲-Component Test Fastility

۱۵۳

پیشرفتهی ۳Demo و توکامکهای نیروگاهی((power plant، میرود .[۱] در مرحلهی توسعهی انرژی همجوشی در توکامکهای کروی، توکامک بعدی ۴NSST است.[۲]

اهداف NSST شامل موارد زیر است:

-۱فراهم کردن یک شرایط فیزیکی کافی برای طراحی CTF

-۲کشف عملکرد پیشرفته با نسبت جریان خودراهانداز بالا که میتواند در CTF، Demo و…..استفاده شود. -۳همکاری و کمک در بخش علم پلاسمای توروئیدی بالا شامل اخترفیزیک

گرمایش و رانش جریان:

اساس سیستم رانشی و گرمایشی برای راکتورNSST، استفاده از سیستم گرمایش باریکهی خنثی((NBI با توان ۳۰MW و سیستم سیکلوترونی یونی (ICRF) باتوان ۱۰MW و همچنین سیستم موج سریع هارمونیک بالا(۵(HHFW است.[۳] ما برهمکنش امواج هیبریدی پایین(۶(LHW را در دو راکتورNSST و ۷NSTX بررسی و یک فرکانس و توان بهینه (منظور از بهینه کردن این است که موج بیشتر به مرکز پلاسما نزدیک شود و جریان رانشی بیشتری را در این نواحی ایجاد کند.) برای موج هیبریدی پایین برای آنها پیدا کردیم. در اینجا شرایط بهینه برای موج هیبریدی پایین دراین دو توکامک کروی را با یکدیگر بررسی و مقایسه میکنیم. برای بررسی برهمکنش امواج هیبریدی پایین از کد شبیهسازی امواج هیبریدی پایین (LSC)، که یک مدل محاسباتی رانش جریان امواج هیبریدی پایین است، استفاده کردیم. در این کد جزئیات هندسی، پروفایل پلاسما و معادلات دورهای مورد بحث قرار میگیرد.[۴]

مقایسهی توکامکهای NSST، : NSTX

جدول ۱ پارامترهای پلاسما را برای دو توکامک کروی NSTX و NSST مقایسه میکند:

۳-DEMOnstration power plant

۴-Next Step Spherical Torus

۵-High Harmonic Fast Wave 6-Lower Hybrid wave
7-National Spherical Torus Experiment

۱۵۴

جدول -۱ پارامترهای پلاسما

پارامترهای پلاسما
شعاع اصلی((( R0(P
شعاع فرعی ( a(P))
نسبت منظر((A= /
میدان مغناطیسی توروئیدی ( BT(7))
جریان پلاسما ( Ip(0$))
چگالی الکترون مرکزی(
( ۳ cm 13 (neo( (۱۰

دمای الکترون مرکزی(((Teo(.HY

بتای توروئیدی( t  )

NSTX NSST
0/85 1/2
0/68 0/ 9
1/25 1/3
0/3-0/6 1/1 – 2/7
1/4 5-10
2 5

۱/۵ ۲۰
۰/۲-۰/۴ ۰/۴

با ورود موج به داخل پلاسما تابع توزیع دچار اختلال شده و سیستم از حالت ماکسولی خارج میشود. توان شبهخطی الکترونها به صورت زیر است: