Charakterizace tepelných toků v okrajovém plazmatu tokamaku COMPASS v plazmatech s módem vysokého udržení

Abstract

Výzkum tepelných toků v okrajovém plazmatu je důležitý pro předpověď materiálové zátěže v budoucích fúzních zařízeních včetně tokamaku ITER. Profil tepelného toku je možné charakterizovat tzv. útlumovou délkou, jejíž závislost na parametrech plazmatu a zařízení je hlavním bodem zmíněného výzkumu. V nedávné době bylo vyvinuto několik empirických modelů zmíněné závislosti, jejichž předpovědi jsou však v rozporu s výsledky gyrokinetických simulací. Cílem této práce bylo charakterizovat tepelné toky v ELMy H-mód výbojích na tokamaku COMPASS a také zkoumat výkonovou rovnováhu. Byla sestavena databáze 111 profilů okrajového plazmatu a byly použity 2 metody měření útlumové délky za pomoci Thomsonova rozptylu a pole divertorových sond. Následně byla pozorována anomálie ve velikosti změřených délek, které byly výrazně kratší něž předpovědi modelů. Podobná anomálie byla už pozorována i dříve na tokamaku TCV.

The research of heat fluxes in the scrape-off layer (SOL) plasma is important for prediction of material requirements for future tokamaks, including the ITER tokamak. The focus of this research is the dependence of the heat flux profile width, the decay length, on plasma and machine parameters. In the recent years, a significant disagreement between empirical scaling and results of gyrokinetic simulations was observed. The aim of this thesis was to characterize the heat fluxes in the ELMy H-mode discharges in the COMPASS tokamak and analyze the power balance. A database of 111 inter-ELM edge plasma profiles was collected and two methods were used to measure the decay length, utilizing both the Thomson scattering diagnostics in the upstream SOL and the divertor probe array in the downstream SOL. An anomaly of short decay lengths was observed in support of the recent findings from the TCV tokamak.