Wave fields and transport in plasma

Analysis of different kinds of wave fields in plasma induced by waves propagating in plasma is made. It is shown that the possible cause of collisionless diffusion is scattering of particles on complex field arising as a result of summarising of many wave modes.Виповнено аналіз різних типів хвильових полів, які викликані розповсюдженням хвиль у плазмі. Показано, що причиною беззіштовхувальної дифузії може бути розсіювання частинок у складних полях, які виникають внаслідок складання багатьох хвильових мод.Выполнен анализ различных типов волновых полей, вызываемых распространяющимися в плазме волнами. Показано, что причиной бесстолкновительной диффузии может являться рассеяние частиц на сложных полях, возникающих в результате сложения многих волновых мод

Advanced fusion cycles for high-beta magnetic systems

Power balance analysis of alternative (not D-T) fusion cycles is carried out to find high efficiency and lowradioactivity cycles for fusion reactors based on high-beta magnetic systems, such as field reversed configuration (FRC), spherical tokamak, etc. Cycles based on reactions D-D, D-³He, D-⁶Li, D-⁷Be, p-⁶Li, p-⁹Be, and p-¹¹B are considered

Electron temperature gradient drift instability in the finite beta edge plasma of a field reversed magnetic configuration

Electromagnetic drift instabilities in the plasma of a field reversed configuration are considered with no assumption of adiabatic response of ions and/or electrons in the range of perpendicular wave number values from k┴ < 1/ρTi up to k┴ ~ 1/ρTe (ρTi and ρTe are ion and electron thermal gyroradiuses). Stabilization by finite plasma length is studied. Stabilising effect of low temperature gradients on electron mode is discussed.Электромагнитные дрейфовые неустойчивости впервые рассматриваются для плазмы обращенной магнитной конфигурации без использования приближения адиабатического отклика ионов и/или электронов в диапазоне значений перпендикулярного волнового числа от k┴ < 1/ρTi до k┴ ~ 1/ρTe (ρTi и ρTe – ионный и электронный тепловые гирорадиусы). Исследуется стабилизация конечной длинной плазмы. Обсуждается стабилизирующий эффект низких градиентов температуры на электронную моду.Електромагнітні дрейфові нестійкості вперше розглядаються для плазми зверненої магнітної конфігурації без використання наближення адіабатичного відгуку іонів і/або електронів у діапазоні значень перпендикулярного хвильового числа від k┴ < 1/ρTi до k┴ ~ 1/ρTe (ρTi і ρTe – іонний і електронний теплові гірорадіуси). Досліджується стабілізація кінцевою довжиною плазми. Обговорюється стабілізуючий ефект низьких градієнтів температури на електронну моду

Analysis of drift orbits in closed magnetic configurations with drift rotation transformation

A study is made of the dynamics of particles interacting with electromagnetic field fluctuations in a plasma in the presence of a magnetic field. Possible mechanism of anomalous transport is analyzed. Estimates of the diffusion coefficient are proposed based on the calculations of particle trajectories

Estimations of restrictions on use “standard” solutions of Vlasov equations for drift waves

Some estimations of correctness of use “standard” solution of Vlasov equation for finite sistems are curried out.Виконано оцінки коректності використання результатів інтегрування рівняння Власова для систем кінцевих розмірів.Выполнены оценки корректности использования результатов интегрирования уравнения Власова для систем конечных размеров

Dynamics of plasma particles interaction with electric field fluctuations

A study is made of the dynamics of particles interacting with electromagnetic field fluctuations in a plasma in the presence of a magnetic field. Possible mechanism of anomalous transport is analyzed. Estimates of the diffusion coefficient are proposed based on the calculations of particle trajectories

Nonlinear analysis of the plasma wave decay

Distortions of drift waves form connected with nonlinear processes agreed upon by influence of plasma shear flows on wave are considered. Plasma velocities are directed along line of wave propagation. It is shown that result of such an influence is strong transformation of wave. The overturn is achieved. It leads to wave decay.Розглянуто перекривлення форми дрейфових хвиль, пов’язане з нелінійними процесами, які визвано впливом неоднорідних швидкостей плазми, направленими вздовж лінії розповсюдження хвилі. Показано, що внаслідок такого впливу хвиля істотно перекривлюється аж до перекидання. Це призводить до розпаду хвилі.Рассматриваются искажения формы дрейфовых волн, связанные с нелинейными процессами, вызываемыми воз- действием неоднородных скоростей плазмы, направленных вдоль линии распространения волны. Показано, что в ре- зультате такого воздействия волна существенно искажается, вплоть до опрокидывания. Это ведёт к распаду волны

Results of numerical modeling of collisionless diffusion induced by electrostatic fluctuations

Collisionless particle transport is considered on the base of interaction of plasma particles with wave packets arising as a result of the overlap of many wave modes. Results of calculation of diffusion coefficients are presented for different plasma parameters and parameters of magnetic configuration (plasma temperature, magnetic field value, wave amplitudes, etc.). Low frequency and lower hybrid drift waves are considered. Diffusion coefficients coefficients are obtained as results of averaging over sets of particle trajectories and particle energies.Беззіштовхувальна дифузія розглядається з позиції взаємодії частинок плазми й хвильових пакетів , що виникають внаслідок перекриття багатьох хвильових мод. Для різних значень параметрів плазми й магнітної конфігурації (температури плазми, значення магнітного поля, амплітуди хвиль тощо) представлені результати розрахунків коефіцієнтів дифузії. Коефіцієнти дифузії були отримані в результаті усереднення по траєкторіям та енергіям частинок.Бесстолкновительная диффузия рассматривается на основе взаимодействия частиц плазмы и волновых пакетов, возникающих в результате перекрытия многих волновых мод. Для различных значений параметров плазмы и магнитной конфигурации (температура плазмы, величина магнитного поля, амплитуды волн и т.д.) представлены результаты расчетов коэффициентов диффузии. Коэффициенты диффузии были получены в результате усреднения по траекториям и энергиям частиц

Particle transport: model of non-stationary fluctuations

Particle dynamics in non-uniform magnetic field for a slab and a cylinder is presented. The presence of electric field with low frequency drift (LFD) and lower hybrid drift (LHD) waves is considered. Drift waves as the possible cause of an anomalous transport in plasma are used in calculations. Non-stationary fluctuations of the electrostatic field of the plasma waves are modeled. The stochastization of the particles is studied numerically