Estudio numérico de las inestabilidades magnetohidrodinámicas en un tokamak esférico
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Date
2021
Authors
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Los dispositivos toroidales basados en confinamiento magnético para propiciar las reacciones de fusión en un reactor termonuclear prometen ser la soluciónal problema energético mundial. Sin embargo, uno de los retos actuales consiste en mejorar las condiciones de estabilidad de la columna de plasma en el régimen de altoconfinamiento, donde surgen un gran número de inestabilidades. Ejemplo de ello loconstituyen los modos de borde exterior que, al ser inestabilidades que se ubican en laperiferia del plasma, promueven la fuga y al rápido enfriamiento del plasma. Estudios de nuevos escenarios que eviten o mitiguen estos fenómenos requieren quese establezcan límites de estabilidad basados en factores geométricos y de valores apropiados de campo. En este trabajo se presentan los resultados del estudio numéricode la dinámica 3D de 9 columnas de plasma confinadas magnéticamente por tokamakesféricos aplicando la teoría MHD. Las condiciones de equilibrio en el instante inicial seestablecen a través de la solución numérica a la ecuación de Grad-Shafranov; las cualesal someterse a perturbaciones muestran regiones de la columna en las que el plasmaexhibe mayor inestabilidad dependiendo del perfil de presión empleado. También seanalizó el equilibrio y la dinámica del plasma respecto a factores como la corriente delplasma y aspectos geométricos del D-shape como la triangularidad, encontrando queel corrimiento de Shafranov aumenta conforme la triangularidad disminuye, además, laconfiguración con triangularidad negativa (9 < 0) reduce la formación de estructurasfilamentadas propias de las inestabilidades de borde.
Description
Keywords
Plasma, Confinamiento toroidal, Tokamak, Magnetohidrodinámica, Equilibrio MHD.