Electromagnetic Estimates of the Internal Inductance in Tokamaks

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The study is focused on the formula proposed by M. Ferrara et al. [Nucl. Fusion 48, 065002 (2008)] as an upper bound on the value of the internal inductance 
 in tokamaks. That was postulated to be true under the assumption that the toroidal current density does not change sign. It is shown here that the latter condition allows the results for  above the mentioned “upper bound.” This is demonstrated explicitly with easily integrable distributions and the outcome exceeding the bound by 30% for a circular plasma. A counterexample is also presented for an elongated plasma. The analysis proves that the electromagnetic approach based on comparison of various current distributions only is insufficient for evaluation of  because the result must also depend on the plasma pressure.

Sobre autores

V. Pustovitov

National Research Centre “Kurchatov Institute”; National Research Nuclear University MEPhI

Autor responsável pela correspondência
Email: Pustovitov_VD@nrcki.ru
123182, Moscow, Russia; 115409, Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Ferrara M., Hutchinson I.H., Wolfe S.M. // Nucl. Fusion. 2008. V. 48. P. 065002.
  2. Freidberg J.P., Graf M., Niemszewski A., Schultz S., Shajii A. Plasma Phys. Controlled Fusion. 1993. V. 35. P. 1641.
  3. Elahi A.S., Ghoranneviss M. IEEE Transactions On Plasma Science. 2013. V. 41. P. 334.
  4. Asif M. Journal of Modern Physics. 2013. V. 4. P. 579.
  5. Noori E., Sadeghi Y., Mehdian H. Phys. Scr. 2015. V. 90. P. 105604.
  6. Gormezano C. Plasma Phys. Controlled Fusion. 1999. V. 41. P. B367.
  7. ITER Physics Expert Group on Disruptions, Plasma Control, and MHD and ITER Physics Basis Editors, Nucl. Fusion. 1999. V. 39. P. 2251.
  8. Hawkes N.C., Stratton B.C., Tala T., Challis C.D., Conway G., DeAngelis R., Giroud C., Hobirk J., Joffrin E., Lomas P., Lotte P., Mailloux J., Mazon D., Rachlew E., Reyes-Cortes S., Solano E., Zastrow K.-D. Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. P. 115001.
  9. Fujita T., Oikawa T., Suzuki T., Ide S., Sakamoto Y., Koide Y., Hatae T., Naito O., Isayama A., Hayashi N., Shirai H. Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. P. 245001.
  10. Günter S., Gude A., Hobirk J., Maraschek M., Saarelma S., Schade S., Wolf R.C., ASDEX Upgrade Team, Nuclear Fusion. 2001. V. 41. P. 1283.
  11. Kamada Y. JT-60 Team, Nuclear Fusion. 2001. V. 41. P. 1311.
  12. Chankin A.V., Mukhovatov V.S., Fujita T., Miura Y. Plasma Phys. Controlled Fusion. 2003. V. 45. P. 323.
  13. Hammett G.W., Jardin S.C., Stratton B.C. Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 4048.
  14. Hender T.C., Wesley J.C., Bialek J., Bondeson A., Boo-zer A.H., Buttery R.J., Garofalo A., Goodman T.P., Granetz R.S., Gribov Y., Gruber O., Gryaznevich M., Giruzzi G., Guenter S., Hayashi N. et al. Nucl. Fusion. 2007. V. 47. P. S128.
  15. Lao L.L., John H.S., Stambaugh R.D., Pfeiffer W. Nucl. Fusion. 1985. V. 25. P. 1421.
  16. Aghbolaghi M.A., Farahani N.D., Davani F.A. Fusion Eng. Des. 2019. V. 143. P. 1.
  17. Shafranov V.D. J. Nucl. Energy C. 1963. V. 5. P. 251.
  18. Шафранов В.Д. // Вопросы теории плазмы. Вып. 2 / Под ред. М.А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1963. С. 92. [V.D. Shafranov, in Reviews of Plasma Physics, edited by M.A. Leontovich (Consultants Bureau, New York, 1966), Vol. 2, p. 103.]
  19. Wesson J.A. Tokamaks (Clarendon, Oxford, 2004).
  20. Gajewski R. Phys. Fluids. 1972. V. 15. P. 70.
  21. Strauss H.R. Phys. Fluids. 1974. V. 17. P. 1040.
  22. Papaloizou J.C.B., Rebelo I., Field J.J., Thomas C.L., Haas F.A. Nucl. Fusion. 1977. V. 17. P. 33.
  23. Захаров Л.Е., Шафранов В.Д. // Вопросы теории плазмы. Вып. 11 / Под ред. М.А. Леонтовича и Б.Б. Кадомцева. М.: Энергоиздат, 1982. С. 118. [L.E. Zakharov and V.D. Shafranov, in Reviews of Plasma Physics, edited by M.A. Leontovich, B.B. Kadomtsev (Consultants Bureau, New York, 1986), Vol. 11, p. 153.]
  24. Goedbloed J.P., Zakharov L.E. // Nucl. Fusion. 1980. V. 20. P. 1515.
  25. Coelho R., Porcelli F. // Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 930.
  26. Porcelli F., Yolbarsop A. // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. P. 054501.
  27. Porcelli F., Yolbarsop A., Barberis T., Fitzpatrick R. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 1785. P. 012004.
  28. Yolbarsop A., Porcelli F., Fitzpatrick R. // Nucl. Fusion. 2021. V. 61. P. 114003.
  29. Barberis T., Porcelli F., Yolbarsop A. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 064002.
  30. Yolbarsop A., Porcelli F., Liu W., Fitzpatrick R. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2022. V. 64. P. 105002.
  31. Barberis T., Yolbarsop A., Porcelli F. J. Plasma Phys. 2022. V. 88. P. 905880511.
  32. Bongard M.W., Barr J.L., Fonck R.J., Reusch J.A., Thome K.E. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. P. 072508.
  33. Barana O., Murari A., Joffrin E., Sartori F. Contributors to the EFDA-JET work programme, Plasma Phys. Contr. Fusion. 2002. V. 44. P. 2271.
  34. Barana O., Joffrin E., Murari A., Sartori F. Contributors to the EFDA JET Work program, Fusion Eng. Des. 2003. V. 66–68. P. 697.
  35. Barana O., Murariv A., Sartori F., Joffrin E. Contributors to the EFDA-JET Workprogramme, Nucl. Fusion. 2004. V. 44. P. 335.
  36. Pustovitov V.D. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 092507.
  37. Pustovitov V.D. in Reviews of Plasma Physics, edited by B.B. Kadomtsev and V.D. Shafranov (Consultants Bureau, New York, 2000), Vol. 21, pp. 1–201.
  38. Swain D.W., Neilson G.H. // Nucl. Fusion. 1982. V. 22. P. 1015.
  39. Freidberg J.P. Ideal Magnetohydrodynamics (Plenum, New York, 1987).
  40. Takeda T., Tokuda S. // J. Comput. Phys. 1991. V. 93. P. 1.
  41. Miyamoto K. Fundamentals of Plasma Physics and Controlled Fusion (Iwanami, Tokyo, 1997).
  42. Пустовитов В.Д. // Физика плазмы. 1998. Т. 24. С. 554. [V.D. Pustovitov, Plasma Phys. Rep. 1998. V. 24. P. 510.]
  43. Goedbloed J.P., Keppens R., Poedts S. // Advanced Magnetohydrodynamics with Applications to Laboratory and Astrophysical Plasmas (Cambridge University Press, Cambridge, 2010).
  44. ITER Physics Basis Editors, ITER Physics Expert Group Chairs and Co-Chairs, ITER Joint Central Team and Physics Integration Unit, Nucl. Fusion. 1999. V. 39. P. 2137.
  45. Strait E.J. Fusion Sci. Technol. 2005. V. 48. P. 864.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (30KB)
Metadados
3.

Baixar (32KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».