On the applicability of GAM theory to real tokamaks with rippled magnetic fields

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The influence of the toroidal magnetic field ripples on the spatial structure and frequency of the geodesic acoustic mode (GAM) in tokamak plasma has been investigated. It is shown that the toroidal asymmetry of the magnetic configuration leads to coupling of oscillations of the GAM electric potential with toroidal and poloidal inhomogeneous perturbations of the plasma pressure. For tokamaks with a large aspect ratio, the GAM dispersion law is derived, taking the non-uniformity of the ripple in the tokamak cross-section into account. As the number of the toroidal field coils n increases, the effect of ripples ceases to depend on n.The applicability of the standard theory to finding the frequency and spatial structure of GAM in large tokamaks is shown.

Авторлар туралы

E. Sorokina

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: Sorokina_EA@nrcki.ru
Ресей, Moscow, 123098

Әдебиет тізімі

  1. Conway G.D., Smolyakov A.I., Ido T. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 013001. doi: 10.1088/1741-4326/ac0dd1.
  2. Diamond P.H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T.S. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. R35. doi: 10.1088/0741-3335/47/5/R01.
  3. Fasoli A., Testa D., Sharapov S., Berk H.L., Breizman B., Gondhalekar A., Heeter R.F., Mantsinen M. and contributors to the EFDA-JET Workprogramme // Plasma Phys. Control. Fusion. 2002. V. 44. P. B159. doi: 10.1088/0741-3335/44/12B/312.
  4. Itoh S.-I., Itoh K., Sasaki M., Fujisawa A., Ido T., Nagashima Y. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2007. V. 49. P. L7. doi: 10.1088/0741-3335/49/8/L01.
  5. Itoh S.-I., Nishimura S., Itoh K., Fujisawa A., Nagashima Y., Inagaki S. // Plasma Fusion Res. 2009. V. 4. P. 014. doi: 10.1585/pfr.4.014.
  6. Winsor N., Johnson J.L., Dawson J.M. // Phys. Fluids. 1968. V. 11. P. 2448. doi: 10.1063/1.1691835.
  7. Сковорода A.A., Сорокина E.A. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 937. doi: 10.1134/S0367292118110100.
  8. Shi B.-R., Li J.-Q., Dong J.-Q. // Chinese Phys. Lett. 2005. V. 22. P. 1179.
  9. Wahlberg C., Graves J.P. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2016. V. 58. P. 075014. doi: 10.1088/0741-3335/58/7/075014.
  10. Сорокина E.A., Лахин В.П., Коновальцева Л.В., Ильгисонис В.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 231. doi: 10.7868/S036729211703012X.
  11. Wang S. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 085002. doi: 10.1103/PhysRevLett.97.085002; P. 129902 (erratum). doi: 10.1103/PhysRevLett.97.129902.
  12. Wahlberg C. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. P. 115003. doi: 10.1103/PhysRevLett.101.115003.
  13. Wahlberg C. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 085006. doi: 10.1088/0741-3335/51/8/085006.
  14. Lakhin V.P., Ilgisonis V.I., Smolyakov A.I. // Phys. Lett. A. 2010. V. 374. P. 4872. doi: 10.1016/j.physleta.2010.10.012.
  15. Ilgisonis V.I., Lakhin V.P., Smolyakov A.I., Sorokina E.A. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2011. V. 53. P. 065008. doi: 10.1088/0741-3335/53/6/065008.
  16. Lakhin V.P., Ilgisonis V.I. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18. P. 092103. doi: 10.1063/1.3628302.
  17. Haverkort J.W., de Blank H.J., Koren B. // J. Comput. Phys. 2012. V. 231. P. 981. doi: 10.1016/j.jcp.2011.03.016.
  18. Ильгисонис В.И., Коновальцева Л.В., Лахин В.П., Сорокина E.A. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. С. 955. doi: 10.7868/S0367292114110031.
  19. Лахин В.П., Сорокина E.A., Ильгисонис В.И., Коновальцева Л.В. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 1054. doi: 10.7868/S0367292115120070.
  20. Ren H. // Phys. Plasmas. 2014. V. 21. P. 044505. doi: 10.1063/1.4873383.
  21. Lakhin V.P., Sorokina E.A. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. 072111. doi: 10.1063/1.5037343.
  22. Лахин В.П., Сорокина E.A. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 195. doi: 10.1134/S0367292119020069.
  23. Melnikov A.V., Vershkov V.A., Eliseev L.G., Grashin S.A., Gudozhnik A.V., Krupnik L.I., Lysenko S.E., Mavrin V.A., Perfilov S.V., Shelukhin D.A., Soldatov S.V., Ufimtsev M.V., Urazbaev A.O., Van Oost G., Zimeleva L.G. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2006. V. 48. P. S87. DOI: 0.1088/0741-3335/48/4/S07.
  24. Ishizawa A., Kishimoto Y., Nakamura Y. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2019. V. 61. P. 054006. doi: 10.1088/1361-6587/ab06a8.
  25. Fujisawa A., Itoh K., Shimizu A., Nakano H., Ohsima S., Iguchi H., Matsuoka K., Okamura S., Itoh S.-I., Diamond P.H. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2006. V. 48. P. S31. doi: 10.1088/0741-3335/48/4/S03.
  26. Fujisawa A., Shimizu A., Nakano H., Ohshima S., Itoh K., Nagashima Y., Itoh S.-I., Iguchi H., Yoshimura Y., Minami T., Nagaoka K., Takahashi C., Kojima M., Nishimura S., Isobe M., Suzuki C., Akiyama T., Ido T., Matsuoka K., Okamura S., Diamond P.H. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2007. V. 49. P. 211. doi: 10.1088/0741-3335/49/3/002.
  27. Fujisawa A., Itoh K., Shimizu A., Nakano H., Ohshima S., Iguchi H., Matsuoka K., Okamura S., Minami T., Yoshimura Y., Nagaoka K., Ida K., Toi K., Takahashi C., Kojima M., Nishimura S., Isobe M., Suzuki C., Akiyama T., Ido T., Nagashima Y., Itoh S.-I., Diamond P.H. // Phys. Plasmas. 2008. V. 15. P. 055906. doi: 10.1063/1.2889012.
  28. Watari T., Hamada Y., Fujisawa A., Toi K., Itoh K. // Phys. Plasmas. 2005. V. 12. P. 062304. doi: 10.1063/1.1922807.
  29. Watari T., Hamada Y., Nishizawa A., Notake T., Takeuchi N. // Plasma Sci. Technol. 2006. V. 8. P. 105.
  30. Watari T., Hamada Y., Notake T., Takeuchi N., and Itoh K. // Phys. Plasmas. 2006. V. 13. P. 062504. doi: 10.1063/1.2206170.
  31. Watari T., Hamada Y., Nishizawa A., Todoroki J. // Phys. Plasmas. 2007. V. 14. P. 112512. doi: 10.1063/1.2805441.
  32. Ильгисонис В.И., Сковорода А.А. // ЖЭТФ. 2010. Т. 137. С. 1018. doi: 10.1134/S1063776110050201.
  33. Hassam A.B., Drake J.F. // Phys. Fluids B. 1993. V. 5. P. 4022. doi: 10.1063/1.860622.
  34. Юшманов П.Н. Вопросы теории плазмы / Под ред. академика Б.Б. Кадомцева. М.: Энергоатомиздат, 1987. Вып. 16. С. 102.
  35. Грибов Ю.В., Цаун С.В., Юшманов П.Н. Препринт ИАЭ-3681/7. М.: Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова, 1982.
  36. Melnikov A.V., Eliseev L.G., Perfilov S.V., Andreev V.F., Grashin S.A., Dyabilin K.S., Chudnovskiy A.N., Isaev M.Yu., Lysenko S.E., Mavrin V.A., Mikhailov M.I., Ryzhakov D.V., Shurygin R.V., Zenin V.N. and the T-10 Team // Nucl. Fusion. 2013. V. 53. P. 093019. doi: 10.1088/0029-5515/53/9/093019.
  37. Trier E., Eriksson L.-G., Hennequin P., Fenzi C., Bourdelle C., Falchetto G., Garbet X., Aniel T., Clairet F., Sabot R. // Nucl. Fusion. 2008. V. 48. P. 092001. doi: 10.1088/0029-5515/48/9/092001.
  38. Crombé K., Andrew Y., Biewer T.M., Blanco E., de Vries P.C., Giroud C., Hawkes N.C., Meigs A., Tala T., von Hellermann M., Zastrow K.-D. and JET EFDA Contributors // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 055005. doi: 10.1088/0741-3335/51/5/055005.
  39. Fasoli A., Gormenzano C., Berk H.L., Breizman B., Briguglio S., Darrow D.S., Gorelenkov N., Heidbrink W.W., Jaun A., Konovalov S.V., Nazikian R., Noterdaeme J.-M., Sharapov S., Shinohara K., Testa D., Tobita K., Todo Y., Vlad G., Zonca F. // Nucl. Fusion. 2007. V. 47. P. S264. doi: 10.1088/0029-5515/47/6/S05.
  40. In Y., Park J.-K., Jeon Y.M., Kim J., Park G.Y., Ahn J.-W., Loarte A., Ko W.H., Lee H.H., Yoo J.W., Juhn J.W., Yoon S.W., Park H. and 3D Physics Task Force in KSTAR // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 116054. doi: 10.1088/1741-4326/aa791c.
  41. Shinohara K., Kurki-Suonio T., Spong D., Asunta O., Tani K., Strumberger E., Briguglio S., Koskela T., Vlad G., Günter S., Kramer G., Putvinski S., Hamamatsu K. and ITPA Topical Group on Energetic Particles // Nucl. Fusion. 2011. V. 51. P. 063028. doi: 10.1088/0029-5515/51/6/063028.
  42. Mahdavipour B., Salar Elahi A., Ghoranneviss M. // J. Inorg. Organomet. Polym. 2016. V. 26. P. 439. doi: 10.1007/s10904-015-0325-z.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2024