Am 1. August gab das Korea Institute of Fusion Energy (KFE) bekannt, dass ein neuer Fusionssimulationscode entwickelt wurde, um die Toroidal-Alfvén-Eigenmode (TAE) zu projizieren und zu analysieren. Bei TAE treten Instabilitäten im Verlauf von Wechselwirkungen zwischen schnellen Ionen und den sie umgebenden gestörten Magnetfeldern auf. Es stört den Plasmaeinschluss eines Tokamaks, indem es schnelle Ionen aus dem Plasmakern löst.
Da schnelle Ionen viel mehr kinetische Energie als normale haben, spielen sie eine bedeutende Rolle bei der Erleichterung von Fusionsreaktionen, indem sie die Plasmatemperatur und -leistung erhöhen. Sie stabil im Plasmakern einzuschließen, gilt daher als eine der wichtigsten Aufgaben zur Aufrechterhaltung von Fusionsreaktionen.
Mehrere Studien wurden durchgeführt, um die Beziehung zwischen schnellen Ionen und dem TAE zu verstehen, um TAE-Instabilitäten zu verhindern und den Einschluss schneller Ionen zu erhöhen. Am KFE hat Dr. Youngwoo Cho das Gyro Kinetic Plasma Simulation Program (gKPSP) verbessert, um die Änderungen der TAE nach schnellen Ionenbewegungen zu berechnen und zu projizieren.
Der gKPSP, ein im Inland entwickelter Fusionssimulationscode, wurde hauptsächlich zur Analyse von Plasmatransportphänomenen verwendet, bis Dr. Cho eine Funktion hinzufügte, um die elektromagnetische Analyse zu ermöglichen. Mit der Änderung ist es nun in der Lage, die TAE-Instabilitäten zu analysieren, und hat die Kreuzvalidierung mit anderen bestehenden Codes bestanden.
Der neue Code wird zur Analyse der Einschlussleistung von schnellen Ionen verwendet, die durch verschiedene Methoden erzeugt werden, einschließlich verschiedener Heizgeräte und Fusionsreaktionen. Es wird erwartet, dass es zur Entwicklung von Technologien zur Verbesserung der Plasmaleistung beiträgt, indem es die Einschlussleistung schneller Ionen optimiert. Das Ergebnis dieser Recherche wurde in der veröffentlicht Physik der Plasmen am 7. Juni.
KFE betreibt die koreanische künstliche Sonne KSTAR (Korea Superconductor Tokamak Advanced Research), die 2021 den Rekord für den weltweit längsten Plasmabetrieb bei Ionentemperaturen von über hundert Millionen Grad für dreißig Sekunden aufstellte. Es wird weiterhin die Fusionssimulationsforschung herausfordern, um Rätsel bezüglich der Instabilitäten und Turbulenzen von Plasmen zu lösen.
YW Cho et al, Hybrid-gyrokinetische Simulationen von toroidalen Alfvén-Eigenmoden mit niedrigem n unter Verwendung von gKPSP, Physik der Plasmen (2022). DOI: 10.1063/5.0086570
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