Model rozdělovací funkce rychlostí elektronů plazmatu v blízkosti divertorových desek tokamaku JET

Abstract

Táto práca priamo nadväzuje na a rozširuje moju bakalársku prácu. V úvodných kapitolách obsahuje základy termojadrovej fúzie a magnetického udržania. V ďalších kapitolách je popis fyziky scrape-off layer tokamaku a základné principy fungovania Langmuirovych sond. Hlavná časť práce spočíva v ďalšom vývoji modelu, ktorého úloha je určiť vplyv rýchlych elektrónov zo scrape-off layer na divertorové Langmuirove sondy a objasniť tým notorický problém nadhodnocovania elektrónovej teploty sondami pri vysokých hustotách v scrape-off layer. Model konštruuje elektrónovú rozdeľovaciu funkciu rýchlosti elektrónov pri divertore z ktorej sa určí voltampérová charakteristika divertorovej Langmuirovej sondy a tým pádom aj elektrónová teplota. V tejto práci sú prezentované doterajšie výsledky simulácií pre tokamak JET. V závere práce je systematické porovnanie výsledkov simulácií so skutočnými meraniami divertorových sond na JETe a porovnanie výslednej rozdeľovacej funkcie s PIC kódom BIT1.

This thesis follows and expands my bachelors thesis. In the beginning, the basics of thermonuclear fusion and magnetic confinement are given. In subsequent chapters, basic scrape-off layer physics is described and the principles of operation of Langmuir probes are introduced. The principal part of the thesis is about the further development of a simple model which aims at estimating the effect of suprathermal electrons originating in the SOL on divertor Langmuir probes and thereby clarify the problem of probe Te overestimation for high densities in the SOL. The model calculates the electron velocity distribution function (EVDF) at the divertor. Using the EVDF, the probe IV characteristic and Te can be calculated. In this thesis, results of simulations for the tokamak JET are presented. In the case of JET, a systematic comparison of simulation results with experimental divertor LP data is done and a benchmark of the model against the BIT1 PIC code is presented.