Estudio numérico de las inestabilidades magnetohidrodinámicas en un Tokamak esférico

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dc.contributor.advisorChirkov, Alexei Yu
dc.contributor.advisorOrozco Ospino, Eduardo Alberto
dc.contributor.authorLópez Durán, Jesús Eduardo
dc.contributor.evaluatorLora Clavijo, Fabio Duván
dc.contributor.evaluatorOspina Ospina, Rogelio
dc.date.accessioned2022-04-01T03:48:03Z
dc.date.available2022-04-01T03:48:03Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractLos dispositivos toroidales basados en confinamiento magnético para propiciar las reacciones de fusión en un reactor termonuclear prometen ser la solución al 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 alto confinamiento, donde surgen un gran número de inestabilidades. Ejemplo de ello lo constituyen los modos de borde exterior que, al ser inestabilidades que se ubican en la periferia del plasma, promueven la fuga y al rápido enfriamiento del plasma. Estudios de nuevos escenarios que eviten o mitiguen estos fenómenos requieren que se establezcan límites de estabilidad basados en factores geométricos y de valores apropiados de campo. En este trabajo se presentan los resultados del estudio numérico de la dinámica 3D de 9 columnas de plasma connadas magnéticamente por tokamak esféricos aplicando la teoría MHD. Las condiciones de equilibrio en el instante inicial se establecen a través de la solución numérica a la ecuación de Grad-Shafranov; las cuales al someterse a perturbaciones muestran regiones de la columna en las que el plasma exhibe mayor inestabilidad dependiendo del perfil de presión empleado. También se analizo el equilibrio y la dinámica del plasma respecto a factores como la corriente del plasma y aspectos geométricos del D-shape como la triangularidad, encontrando que el corrimiento de Shafranov aumenta conforme la triangularidad disminuye, además, la configuración con triangularidad negativa reduce la formación de estructuras lamentadas propias de las inestabilidades de borde.
dc.description.abstractenglishToroidal devices based on magnetic con_x000C_nement to promote fusion reactions in a thermonuclear reactor promise to be the solution to the world's energy problem. However, one of the current challenges is to improve the stability conditions of the plasma column in the high con_x000C_nement regime, where many instabilities arise. An example of this is the Edge Localized modes, which are located on the periphery of the plasma and promote leakage and rapid plasma cooling. Studies of new scenarios to avoid or mitigate these phenomena require that stability limits be established based on geometric factors and appropriate _x000C_eld values. In this work, the results of the numerical study of the 3D dynamics of magnetically con_x000C_ned plasma columns in spherical tokamaks, based on the MHD theory are presented. The equilibrium conditions at the initial instant were obtained from the numerical solution to the Grad-Shafranov equation. Said columns were subjected to perturbations, showing regions where the plasma exhibits greater instability according to the pressure pro_x000C_le used. The in uence of the plasma current and geometric aspects of the D-shape such as triangularity, on the equilibrium state and the dynamics of the plasma, were also analyzed. It was found that the Shafranov shift increases as the triangularity decrease. In addition, the con_x000C_guration with negative triangularity reduces the formation of _x000C_lamented structures typical of edge instabilities.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Física
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9397
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Física
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectPlasma
dc.subjectConfinamiento toroidal
dc.subjectTokamak
dc.subjectMagnetohidrodinámica
dc.subjectEquilibrio MHD
dc.subject.keywordPlasma
dc.subject.keywordToroidal confinement
dc.subject.keywordTokamak
dc.subject.keywordMagnetohydrodynamics
dc.subject.keywordMHD Equilibrium
dc.titleEstudio numérico de las inestabilidades magnetohidrodinámicas en un Tokamak esférico
dc.title.englishNumerical study of magnetohidrodynamic instabilities in a spherical Tokamak
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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