Anomální difúze částic plazmatu v elektrostatické turbulenci a systémech s magnetickými ostrovy
ID projektu:IAA1043201
Poskytovatel:Grantová agentura AV ČR
Období:01.01.2002 - 31.12.2004
Příjemce - koordinátorÚstav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i., Praha
Hlavní řešitel:Ing. Ladislav Krlín, DrSc.
Spolupříjemce / hl. řešitel(é):Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, České vysoké učení technické, Praha -- Ing. Vojtěch Svoboda
Spoluřešitelé z ÚFPP. Pavlo, J. Stöckel, V. Petržílka, M. Zápotocký, R. Pánek, M. Hron, J. Adámek, V. Fuchs

Cíle projektu: Je obecně přijato, že nízkofrekvenční turbulence na okraji plazmatu vyvolává anomální difúzi částic z tokamaku. V našich pracích jsme navrhli nový jednoduchý model difúze. založený na ExB difúzi částic v prostorově periodickém a stacionárním potenciálním poli. Nalezli jsme dva režimy anomální difúze typu radom-walk a lévy-walk. Anomální difúze generovala radiální elektrické pole. Projekt předpokládá zobecnění výsledků na potenciální pole s konečnou prostorovou a časovou korelací, daného analyticky a experimentálně a chce ukázat, zdali v tomto obecnějším modelu přetrvávají jevy, zjištěné v jednoduchém modelu. Chceme ohodnotit rozdíl mezi obvykle používaným driftovým přiblížením a úplným popisem dynamiky se zahrnutím cyklotronového pohybu. Protože anomální difúzi částic může způsobit i jejich interakce se systémy magnetických ostrovů, projekt zahrne i tento případ. Projekt předpokládá vytvoření analytických podkladů a numerických kódů pro zmíněné mechanismy.

Dosažené výsledky: Numerické řešení dynamiky částic plazmatu ukázalo, že v modelovém i experimentálním turbulentním potenciálu plazmatu tokamaku je anomální difuze iontů uhlíku rychlejší, než difuze elektronů a může vést ke generaci radiálního elektrického pole.

Související výsledky:

Krlín L., Papřok R., Seidl J., Pánek R., Stöckel J.: Anomalous Diffusion of Particles in Edge Plasma Turbulence in Tokamaks and Random and Lévy Walk Distributions. Statistical Mechanics and Random Walks: Principles, Processes and Applications. New York : Nova Science Publisher, 2011 - (Skogseid, A.; Fasano, V.) S. 65-90. ISBN 978-1-61470-966-4

Horák J., Krlín L., Raidl A.: Deterministický chaos a podivná kinetika. Praha : Academia, 2007. 164 s. ISBN 978-80-200-1531-0 [ Anotace ]

Pánek R., Krlín L., Stöckel J., Tskhakaya D., Kuhn S., Pavlo P., Tendler M.: Anomalous impurity diffusion in an experimentally measured turbulent potential. Proceedings of 32nd EPS Conference on Plasma Physics. Tarragona : European Physical Society, 2005 - (Milligen, B.; Hidalgo, C.) P-5.020. ISBN 2-914771-24-X. - (EPS. 29C). [ Anotace ]
[EPS Conference on Plasma Physics/32nd./. Tarragona (ES), 27.06.2005-01.07.2005]

Pánek R., Krlín L., Taskhakaya D., Kuhn S., Stöckel J., Pavlo P., Tender M., Svoboda V., Petržílka V.: Anomalous diffusion and radial electric field generation due to edge plasma turbulence. Contributions to Plasma Physics 44 [1-3] (2004) 203-204. [ Anotace ]
[International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices/9th./. San Diego, 03.09.2003-05.09.2003]

Krlín L., Pánek R., Petržílka V., Stöckel J., Svoboda V., Kuhn S., Tskhakaya D., Tendler M.: Anomalous impurity diffusion in models of tokamak edge plasma turbulence. Czechoslovak Journal of Physics 54 [suppl.C] (2004) C157-C163. [ Anotace ]
[Symposium on Plasma Physics and Technology/21st./. Praha, 14.06.2004-17.06.2004]

Krlín L., Zápotocký M., Svoboda V.: Role of finite Larmor radius in chaotic regime of waves-particle interaction. Czechoslovak Journal of Physics 54 [7] (2004) 759-774. [ Anotace ]

Pánek R., Krlín L., Tskhakaya D., Kuhn S., Stöckel J., Pavlo P., Svoboda V., Tendler M., Klíma R., Petržílka V., Zápotocký M.: Radial electric field generation due to edge plasma turbulence. 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics. St. Petersburg : European Physical Society, 2003 - (Koch, R.; Lebedev, S.) s. P-1.178. - (EPS.. 27A).
[EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics/30th./. St. Petersburg (RU), 07.07.2003-11.07.2003]

Tsitrone E., Bucalossi J., Loarer T., Pégourié B., Brosset C., Adámek J., Delchambre E., Ďuran I., Gauthier E., Ghendrih P., Grisolia C., Grosman A., Gunn J., Hogan J., Mitteau R., Pánek R., Philips V., Reichle R., Reiter D., Roubin P.: Steady state density control in Tore Supra long discharges. 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics. St. Petersburg : European Physical Society, 2003 - (Koch, R.; Lebedev, S.) s. O-2.5A. - (EPS .)
[EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics/30th./. St. Petersburg (RU), 07.07.2003-11.07.2003]

Krlín L., Stöckel J., Svoboda V.: Stochastic (ExB) diffusion of ions in a spatially periodical potential field. Plasma Physics and Controlled Fusion 41 [3] (1999) 339-353.