Tranziens plazmahullámok módusszám analízise az ASDEX Upgrade tokamakon
A fúziós plazmafizika célja, hogy földi körülmények között valósítson meg magfúziós folyamatokat, melynek során könnyű atommagok egyesítésével nyerhetünk energiát. Ehhez szükséges körülményeket lehet létrehozni a tórusz alakú ún. tokamak kísérleti berendezésben, ahol 150 millió kelvin nagyságrendű erősen ionizált közeget, amit plazmának nevezünk, lehet összetartani helikálisan csavart mágneses tér segítségével.
A plazmában elektromágneses hullámok is terjedhetnek, amiknek ha a hullámhossza összemérhető a készülék méreteivel, az egész tokamakra kiterjedő globális hullámok keletkezhetnek. Ezek térbeli periodicitását, módusszámokkal jellemezhetjük, amiknek ismeretében következtethetünk a plazmában lezajló fizikai folyamatokra.
Munkám során a németországi ASDEX Upgrade tokamak mágneses diagnosztikai eszközeinek jeleit vizsgáltam. Ezek az eszközök a tokamak belső falára szerelt tekercsek, amik a mágneses tér változásával arányos jelet mérnek. Tavalyi évben ezen diagnosztika relatív kalibrálását végeztem [1], aminek segítségével az idei évben különböző tranziens globális plazmahullámok módusszám vizsgálatát végeztem el. A meghatározásának általam használt módszere az ún. idő-frekvencia transzformációkon alapult [2].
Az elsődlegesen vizsgált jelenségkör a diszrupció volt, amely egy olyan folyamat, melynek során a plazmaösszetartás leromlik, ennek következtében nagy hő és részecskefluxus éri a plazmát határoló első falat. Egy ilyen esemény súlyosan károsíthatja a berendezést, így egy jövőbeli fúziós erőmű üzemeltetése szempontjából kritikus ezen fizikai folyamatnak megértése. Munkám alapját az idén nyáron elvégzett kísérletsorozat kisülései adták, ezekben a mágneses diagnosztikák jeleit felügyeltem a kinn eltöltött két hét alatt. Ennek során azt találtam számos kisülésben, hogy egy alacsony frekvenciás, plazma középső régiójában lokalizált módus gerjesztődhet, ami megmaradhat a diszrupció okozta szélessávú perturbációt követően is. Ez azt jelentheti, hogy a diszrupciók során a plazma egy középső tartományán nem veszett el rögtön a teljes összetartás. A kísérleti eredményem a későbbiekben összevethető különböző, a diszrupciók viselkedésére vonatkozó elméleti jósaltokkal, így hitelesítése lehet azoknak.
[1] P.Zs.Pölöskei, „Mágneses mérések kísérletileg megalapozott korrekciója az ASDEX Upgrade tokamakon”, TDK dolgozat, Budapest (2013).
[2] S.Mallat, ,,A Wavelet Tour of Signal Processin'' Third Edition: The Sparse Way. Academic Press, 3rd edition, (2008)
szerző
-
Pölöskei Péter Zsolt
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
-
Dr. Papp Gergely
tudományos munkatárs, Max Planck Plazmafizikai Intézet (külső)
