A Numerical Model for the PSI-1 Linear Plasma Device

Abstract

• 1. 剖面受到径向输运的强烈影响
• 2. 磁场强度影响离子速度温度，密度剖面。可以被解释为H的等离子体行为
• 3. 电子温度受到磁场不均匀的影响，通过径向能量损失（电子温度和热传导的非线性依赖）
• 4. 为了和实验接近，D=
• 5. 被忽略的内部电场可能会影响径向输运

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Introduction

装置图

• 1. 工作参数：1e17_{1e20，电子温度10eV，中性压1e-2}1Pa

• 2. 探究不同径向输运模型和以及轴心磁场不均匀性的影响

     
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如何制定external 功率分布？？

B2 boundary conditions

• 1. 在wall一侧的哇网格，对所有物理量进行进行衰减长度假设（1cm）。
• 2. 其他可行的边界条件包括常数物理量，也可以被选择，而不改变物理结果
• 3. 边界条件只采用在外部格点的网格
• 4. 靶板区域使用鞘层边界条件（假设）
• 5. 能量传输因子
• 6. 令密度梯度为零
• 7. 其他条件，例如只有的粒子流流出(\beta_{e}=\beta_{i}=1,u_{p}=c_{s})
• 8. 装置对称轴的采用的边界条件为径向梯度为0

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Radial Transport

• 1. 跨场输运被认为是反常输运
• 2. 输运系数有常数和bohm型的
     
• 3. D_{i}
• 4. 
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Deuterium plasma

• 1. gas influx rate of
• 2. source temperature of
• 3. pump rate
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• 4. 改变wall一侧径向衰长度对等离子体行为和径向等离子体剖面没有影响，在非常外侧的计算网格。
• 5. 

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Charged particles

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Neutrals

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2004- H.Kastelewicz

Plasma Modelling for the PSI Linear plasma Device

Abstract

• 1. 计算了不同磁场的径向和轴向剖面
• 2. 采用了多种径输运系数
• 3. 和实验对比，发现中轴向等离子体磁场强度变化对等例子状态有显著影响

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Introduction

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• 1.轴向磁场的不均匀性对剖面有显著的影响
• 2. 标准case在neutralizer plate具有磁场最小值（该区域靶板非常均匀）

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Boundary conditions

• 1. wall grid (including the inner anode surface),假设1cm的衰减长度
• 2. neutralizer plate假设鞘层边界条件() ，能量传输系数()
• 3. 密度梯度为零
• 4. 沿着轴向的边界条件为没有径向梯度

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Radial transport and plasma pro les

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Parallel transport and axial plasma pro les

• 1. 平行输运通过常规的经典系数（电子、离子的粘滞和热传导），但是，包含额外的热流限制

• 2. 磁场位型对轴向电子剖面有显著影响

     
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2008- R.C. Wieggers

B2-EIRENE study of the effects of heating in a linear plasma device

• 1. 辅助加热阻止等离子体束在到达靶板前被冷却
• 2. RF假设在等离子注入位置，在靠近靶板位置，等离子束会损失大量的功率（例如，由于分子辅助复合）
• 3. 欧姆加热在整个区域都可以有效的加热等离子体

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Implementation of heating scenarios

• 1. RF 加热靠近等离子体源被考虑，通过增加等离子束的温度（计算区域）
• 2. 在入口，输入功率随着电子温度（增加）
• 3. 忽略平行热传导
• 4. 欧姆加热通过使用简单的模型对电子热传导进行模拟
• 5. 不通过求解泊松方程给定边界电势
     -6. 我们确定，强磁场导致hall参数的显著增加，假设电流严格平行于磁场
• 7. 假设靶板和一个垂直平面是一个等势面
• 8. 径向电流密度分布完全依赖沿着磁场的的平行电感
• 9. 不描述偏压
• 10. 由于电流密度峰值在束的中心。在电子温度最低的位置场线欧姆加热的是最高的
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Conclusions

• 1. RF加热，在靶板附近电子温度是1.5eV,而欧模加热，温度这更低在1eV左右。靶板温度在RF功率更加敏感
• 2. 欧姆加热的温度剖面更平和。
• 3. 在轴向欧模加热产生一个常数温度在一个更大的距离
• 4. 没有信号表明电流变窄

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2007-M.Baeva-JNM

B2-EIRENE simulation of plasma and neutrals in MAGNUM-PSI

• 1. 修改gas-puffing，pump rate，等离子体参数
• 2. 脱靶等离子体被实现
• 3. 等离子体密度对于高中性密度(),靶板的粒子流~
• 4. 等离子体热流~10MW.
• 5. 由于D分子的分离和解离和电荷交换/弹性碰撞，由于电子和离子冷却在靶板附近显著降低

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Introduction

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• 1. 3T
• 2. 等离子体密度，电子和离子温度已经在径向归一化（固定峰值）
• 3. 平流流速度的衍生设置为0
• 4. 在靶板设置为sheath boundary
• 5. 能量传输因子4.0、2.5
• 6. 在wall side grid 1cm的衰减长度
• 7. 轴向应用0的径向梯度
• 8. 热流和动量流限制分别为：0.2 and 0.5
• 9. 径向输运为反常输运。
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2012-C. Salmagne

Abstract

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2019- Karol

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