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Dynamics of spheromak-like compact toroids in a drift tube

Y. Suzuki, T. Hayashi, Y. Kishimoto2001年被引用 1Nuclear FusionIF 3出版社

In order to supply plasma fuel confined inspheromak-like compact toroids (SCTs) to a fusion device,the SCTs must be successfully guided through a drift tube region,in which they might be influenced by the magnetic field leakingfrom the fusion device. To reveal the SCT dynamics in a drift tube,MHD numerical simulations, where the SCTs are acceleratedin a co-axial perfectly conducting cylinderwith an external magnetic field, are carried out. In addition,the effect of an extended central electrodeis examined by changing the length of the inner conducting cylinder.It is revealed that the SCT penetration depth is shorterthan that estimated from the conventional conducting sphere modeland that the SCTs are further decelerated by extending the inner conducting cylinder.These results are consistent with the resultsof the compact toroid injection experiment performed on the TEXT Upgrade tokamak.Finally, the deceleration mechanism of the SCTs is discussedby comparing the simulation result with the proposed theoretical model.

日本語訳

核融合装置に球状トーラス様コンパクトトロイド(SCT)を燃料として供給するためには、SCTがドリフト管領域を首尾よく導かれる必要があり、その際にSCTは核融合装置から漏洩する磁場の影響を受ける可能性がある。ドリフト管内でのSCTのダイナミクスを明らかにするために、外部磁場を伴う同軸完全導体円筒内でSCTが加速されるMHD数値シミュレーションを実施した。さらに、内側導体円筒の長さを変化させることにより、延長された中心電極の効果を検討した。その結果、SCTの侵入深さは従来の導体球モデルから推定される値よりも短く、内側導体円筒を延長することによりSCTはさらに減速されることが明らかになった。これらの結果は、TEXTアップグレードトカマクで実施されたコンパクトトロイド入射実験の結果と一致する。最後に、シミュレーション結果を提案された理論モデルと比較することにより、SCTの減速メカニズムについて考察する。

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