Efecto de inestabilidades de desgarramiento (NTM) sobre el confinamiento de partículas alfa en reactores de fusión nuclear
En este trabajo se estudió el efecto de inestabilidades de desgarramiento neoclásico (NTM) sobre el confinamiento de partículas alfa en reactores de fusión nuclear. En estudios previos realizados por el departamento de Fusión Nuclear y Física de Plasmas del Centro Atómico Bariloche [1] se observó qu...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1077/1/1Rojas_Molina.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En este trabajo se estudió el efecto de inestabilidades de desgarramiento neoclásico (NTM) sobre el confinamiento de partículas alfa en reactores de fusión nuclear. En estudios previos realizados por el departamento de Fusión Nuclear y Física de Plasmas del Centro Atómico Bariloche [1] se observó que cuando la frecuencia del NTM coincide con la frecuencia de precesión de las partículas atrapadas, se produce un incremento significativo de las pérdidas. Motivados por estas observaciones, en este proyecto se planteo como objetivo el análisis de este fenómeno para las condiciones de operación, geometría y dimensiones del futuro reactor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).
Esto se hizo mediante simulaciones numéricas empleando el código de orbita completa FOCUS [2] que resuelve las trayectorias de las partículas alfa con los campos de equilibrio más las perturbaciones producidas por la inestabilidad. Antes de realizar las simulaciones se efectúo un análisis preliminar para determinar la distribución inicial de las partículas alfa. A partir de este se implementó un generador de partículas que crea una población de alfas con una distribución espacial dada por la tasa de reacciones de fusión y en velocidad dada por la distribución de frenamiento. Los campos de equilibrio así como los perfiles de densidad de iones y temperatura se obtuvieron del trabajo de Montes [3] y la perturbación se calculó e incluyó en la simulación a partir de una corriente perturbada con una metodología como la descrita por Igochine [4].
Se llevaron a cabo simulaciones preliminares sin perturbación para caracterizar las frecuencias de precesión y rebote de las partículas para el escenario de operación contemplado que fue el escenario estándar de ITER. Posteriormente se incluyó la perturbación y se realizaron análisis paramétricos respecto del tamaño de isla y la frecuencia del NTM. Inicialmente no se observó ningún efecto de la frecuencia del NTM sobre
la distribución de frecuencias de las partículas perdidas. Esto se atribuyó a que las islas magnéticas del modo estudiado (2/1) se encontraban muy lejos de la región con alta concentración de partículas. Entonces, se realizaron simulaciones con un perfil de densidad de alfas achatado intentando modelar el efecto que tendría una inestabilidad de tipo diente de sierra [5] las cuales suelen preceder a las NTM. Las simulaciones
realizadas con los perfiles modificados mostraron un incremento en las perdidas respecto de los casos anteriores y del caso con isla estática pero hace falta mayor análisis para obtener conclusiones definitivas. Finalmente se plantearon los pasos a seguir para continuar con el análisis de este fenómeno en un estudio posterior. |
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