Az ILM instabilitások vizsgálat a Wendelstein-7 sztellarátorban Fizika, Földtudományok és Matematika

35 OTDK, Fizika, Földtudományok és Matematika Szekció, Plazmafizika Tagozat.

Az ILM instabilitások vizsgálat a Wendelstein-7 sztellarátorban

Helyezés: 1

Hallgató: Takács Roxána
Szak: Fizika, Képzés típusa: bsc, Intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kar: Természettudományi Kar

Témavazető: Dunai Dániel - tud. Főmunkatárs, N N Energiatudományi Kutatóközpont

A 21. századi ergiafüggőségünk kielégítésére számos lehetőség közül választhatunk, azonban vannak, amelyek használatáért súlyos árat kell fizetnünk. Ennek megoldására ígéretes lehetőséggel szolgálhat a fúziós energiatermelés. Az eddig létrehozott mágnesesen összetartott fúziós berendezés típusok közül a két legfejlettebb, a tokamak és a sztellarátor. Kutatásom során a jelenleg működő legnagyobb és legfejlettebb, szupravezető tekercsekkel ellátott, sztellarátor típusú fúziós berendezésből, a Wendelstein 7-X-ből (W7-X) származó kísérleti adatokat dolgoztam fel. A W7-X-en végzett kísérletek során néhány plazmakonfigurációban periodikusan megjelenő plazmaszéli instabilitásokat figyeltek meg. Ezek az instabilitások az Island Localised Mode (ILM) elnevezést kapták, ami arra utal, hogy ezeknek az instabilitásoknak a megjelenését és viselkedését. A kutatócsoport, ahol a TDK munkám során dolgoztam, egy nyalábemissziós spektroszkópia diagnosztikát (NYES) épített, illetve üzemeltetett a W7-X-en az elmúlt években. Ezen diagnosztikával vizsgálni tudjuk a szélplazma sűrűségét és a gyors sűrűségfluktuációk időbeli változásait, ami jelentősen hozzájárul a különböző plazmakonfigurációk karakterizációjához. A W7-X-en megtalálható több, mint 100 diagnosztikai berendezés közül számos olyan megfigyelőrendszert találunk, amik szintén alkalmasak az ILM instabilitások vizsgálatára. Ilyen például a Thomson-szórás diagnosztika vagy a plazmaszéli sugárzást mérő diagnosztikák. Munkám során ezekből a diagnosztikai eszközökből származó méréseket idősorokra kifejlesztett statisztikus módszerekkel dolgoztam fel és hasonlítottam össze. Az ILM instabilitások vizsgálatára a mért NYES fényprofilokat, az azokból visszaállított sűrűségprofilokat és a fényintenzitás idősorokból számolt korrelációs függvényeket használtam. Ezen módszerek segítségével meghatároztam számos ILM esemény során a sűrűség relatív fluktuációs amplitúdóját, az instabilitáskor megjelenő struktúrák sebességét, illetve vizsgáltam ezek időbeli változásait. Vizsgáltam továbbá azt is, hogy az instabilitások során a plazmában megjelenő mágneses sziget mekkora méretű volt és ez hogyan befolyásolta a megjelenő ILM instabilitások aktivitását. A vizsgálat fontos kérdése, hogy az ILM-ek alatt hogyan változik a transzport a sziget környékén, és ennek részletei mennyire vizsgálhatóak a diagnosztikáinkkal. A kapott eredményeket összegezve kaphatunk egy általános képet az ILM-ek tulajdonságairól, illetve időbeli lefolyásáról.