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State diagrams of Tokamaks and state transitions

E Minardi1992年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

In a simple one-fluid cylindrical model of transport and of dissipative effects, the family of the magnetic states of the Tokamak which correspond to a vanishing entropy production in the confinement region (according to the configurational magnetic entropy introduced in previous work) is characterized by a define relation or 'state equation' involving the relevant parameters of the discharge. The author investigates how the entropy production changes when the current density profile is rearranged by a perturbation which conserves the poloidal magnetic flux. It is shown that for a sufficiently short time interval, that is to say t2<< tau E tau s where tau E is the energy confinement time and tau s is the resistive time, neighbouring bifurcating equilibria exist which can be reached with a flux-conserving transition and with increase of the magnetic entropy. The family of these new states can also be characterized by a state equation involving the relevant discharge parameters.

日本語訳

単純な流体モデルにおける輸送効果と散逸効果の枠組みの中で、閉じ込め領域におけるエントロピー生成がゼロに対応するトカマクの磁気状態の族は、(先行研究で導入された配置エントロピーに基づく)関連する放電パラメータを含む明確な関係式、すなわち「状態方程式」によって特徴づけられる。本論文では、ポロイダル磁束を保存する摂動によって電流密度分布が再配列されるとき、エントロピー生成がどのように変化するかを考察する。エネルギー閉じ込め時間をτ_E、抵抗性時間をτ_sとするとき、十分に短い時間間隔、すなわちt << τ_E, τ_sにおいては、磁束保存遷移を介して到達可能であり、かつ磁気エントロピーの増加を伴う、隣接する分岐平衡状態が存在することを示す。これらの新しい状態の族もまた、関連する放電パラメータを含む状態方程式によって特徴づけられる。

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