ESTUDIO COMPUTACIONAL DEL EFECTO DE LA TRIANGULARIDAD DE UNA COLUMNA DE PLASMA AZIMUTALMENTE SIMÉTRICA EN UN TOKAMAK ESFÉRICO EN EL RÉGIMEN LINEAL

Abstract

En este trabajo se desarrolló e implementó un código computacional basado en el modelo magnetohidro- dinámico (MHD) ideal y linealizado para estudiar la dinámica de plasmas confinados magnéticamente en configura- ciones tipo tokamak esférico bajo simetría axial. La investigación se enfocó en analizar cómo la triangularidad de la sección transversal del plasma afecta su estabilidad magnetohidrodinámica. Se realizaron simulaciones numéricas de diez configuraciones de equilibrio MHD, diferenciadas por dos valores de presión central (24 kPa y 36 kPa) y cinco valores de triangularidad (δ = ±0,6, ±0,3, 0,0). El esquema numérico empleó diferencias finitas de segundo orden para aproximar derivadas espaciales y el método de Runge-Kutta de cuarto orden para la integración temporal, garantizando una conservación excelente de la condición solenoidal del campo magnético (∇ · B < 10−5). Los resultados demuestran que todas las configuraciones analizadas son linealmente estables bajo perturbaciones ini- ciales gaussianas. Sin embargo, el análisis de la variación de energía potencial (δW ) reveló diferencias sistemáticas entre geometrías: las configuraciones con triangularidad negativa presentan valores promedio de δW significativa- mente mayores (hasta 2,98 × 10−3 J para δ = ±0,6 con Pmáx = 36 kPa), indicando mayor robustez energética y mayor resistencia al crecimiento de inestabilidades. Este hallazgo confirma que la triangularidad negativa es un factor es- tabilizador importante en tokamaks esféricos, consistente con observaciones experimentales reportadas en literatura reciente.