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A flexible numerical scheme for simulating plasma turbulence in the tokamak scrape-off layer

2015
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Résumé

Simulating the most external plasma region of a tokamak, the scrape-off layer (SOL), is of crucial importance in the way toward a fusion reactor as heat load on the vessel wall, impurity generation, overall plasma confinement, all depend on the plasma dynamics in this region. In the last few years a numerical code, GBS, has been developed for solving the drift-reduced Braginskii equations (DRBE), which describe turbulence in the tokamak SOL. In the present work, we re-formulate the DRBE in a general form that enables to treat diverted configuration with X-point. We check their validity, as well as their numerical implementation in GBS, in the limited configuration.

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https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/9e4ee73b-7939-4035-b5cc-52e994b97211

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Concepts associés (32)

Fusion par confinement magnétique

La fusion par confinement magnétique (FCM) est une méthode de confinement utilisée pour porter une quantité de combustible aux conditions de température et de pression désirées pour la fusion nucléaire. De puissants champs électromagnétiques sont employés pour atteindre ces conditions. Le combustible doit au préalable être converti en plasma, celui-ci se laisse ensuite influencer par les champs magnétiques. Il s'agit de la méthode utilisée dans les tokamaks toriques et sphériques, les stellarators et les machines à piège à miroirs magnétiques.

État plasma

thumb|upright|Le soleil est une boule de plasma. thumb|Lampe à plasma.|168x168px thumb|upright|Les flammes de haute température sont des plasmas. L'état plasma est un état de la matière, tout comme l'état solide, l'état liquide ou l'état gazeux, bien qu'il n'y ait pas de transition brusque pour passer d'un de ces états au plasma ou réciproquement. Il est visible sur Terre, à l'état naturel, le plus souvent à des températures élevées favorables aux ionisations, signifiant l’arrachement d'électrons aux atomes.

Plasma stability

The stability of a plasma is an important consideration in the study of plasma physics. When a system containing a plasma is at equilibrium, it is possible for certain parts of the plasma to be disturbed by small perturbative forces acting on it. The stability of the system determines if the perturbations will grow, oscillate, or be damped out. In many cases, a plasma can be treated as a fluid and its stability analyzed with magnetohydrodynamics (MHD).

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Towards Digital Twins of Fusion Systems

Overview of the ASDEX Upgrade results

The Roadmap for runaway electron-induced plasma facing component damage in tokamaks