Stellarator Fiziği

Abstract

Bu çalışmanın amacı, füzyon deney makineleri tokamak ve stellarator tasarımları arasında genel bir karşılaştırmalı analiz yaparak; insan nüfusunun artması ve gelişimine paralel olarak artan enerji gereksinimini temiz, güvenli ve neredeyse sınırsız olarak karşılanması için fikir geliştirilmiştir. Tokamak ve stellarator deneysel makinelerinin, Manyetik Hidro Dinamik (MHD) davranışları, operasyonel limitleri, plazmalarının taşınması, plazmalarının hapsedilmesi, plazma rotasyonları, plazma saptırıcıları ile gözden geçirilmiştir. Tokamakların avantajı uygulama tekniğinin basitliğidir. Toroidal alan sebebiyle makaslama yaparak çalışmaktadır ve bölgesel akışları daha zor yok etmektedir. Tokamaklar daha güçlü mıknatıslara ihtiyaç duymaktadır. Stellaratorlar kararlı durumda çalışmaya uygundur. Stellaratorlarda daha az MHD aktiviteleri oluşmaktadır. Stellaratorların kararlılığı neredeyse hiç bozulmamaktadır. Stellaratorların karalı çalışması büyük avantajdır. Stellaratorun manyetik sınırının değişkenliği de plazma saptırıcısının kirlenmesini önlemektedir. Plazma hapsetmede tokamaklarda izotop etkisi görülmekle birlikte stellaratorda izotop etkisi görülmemektedir. Stellaratorlar daha düşük sıcaklıklarda füzyonu gerçekleştirebilmektedir. Çalıştıktan sonra tokamak gibi güç çekmemektedir. Stellaratorlardaki olası konfigürasyonlar tokamaklardan çok daha fazladır. Stellaratorlar füzyon reaktörü için yarı eksenel simetrik stellarator tasarımı, p+B yakıtı, grafen iletken ve yüksek frekanslı korona ısı oluşum sistemi önerilmiştir. Haziran 2019, 61 sayfa Anahtar Kelimeler: Stellarator, tokamak, füzyon, manyetik alan, plazma,

The purpose of this study was to make a general comparative analysis of the fusion devices between tokamak and stellarator designs; to develop ideas to meet the increasing energy requirement in a clean, safe and almost unlimited manner in parallel with the increase and development of human population. Tokamak and stellarator experimental devices, MHD behaviors, operational limits, plasma transport, plasmas entrapment, plasma rotations, plasma deflectors are reviewed. The advantage of the Tokamak is the simplicity of application. Due to the toroidal area it works by shearing and zonal flows are more difficult to destroy. Tokamak need stronger magnets. Stellarators are suitable for stable operation. Less MHD activities occur in the stellarator. The stability of the stellarator is virtually unbroken. Stellarator work is a great advantage. The variability of the magnetic boundary of the stellarator also prevents contamination of the plasma deflector. Although the isotopic effect of tokamak is observed in plasma confinement, there is no isotopic effect in stellarator. Stellarators can fusion at lower temperatures. After working as a tokamak does not attract power. The possible configurations in the stellarator are much more than the buckles. Semi-axial symmetric site design, p + B fuel, graphene conductor and high-frequency corona heat generation system are proposed for the stellarator fusion reactor. June 2019, 61 pages Key Words: Stellarator, tokamak, fusion, magnetic field, plasma