Numerical Simulation of Electromagnetic Diagnostics System of the Tokamak T-15

Abstract

В настоящее время проводится модернизация токамака Т-15. Одной из задач исследований на Т-15 является получение разря-дов с вытянутым поперечным сечением плазмы, окружённым сепаратрисой. Присутствие на сепаратрисе Х-точки, где магнит-ное поле обращается в ноль, позволяет использовать данную конфигурацию для создания дивертора -устройства для вывода из плазмы примесей и продуктов реакции. Для оптимизации дивертора и контроля плазмы предполагается в каждый момент разряда проводить реконструкцию границы плазменного шнура. Достоверность такой реконструкции зависит от влияния раз-личных факторов на сигналы электромагнитной диагностики. В работе на основе одного из возможных сценариев разряда в Т-15 проведено исследование точности реконструкции границы плазмы и профиля тока в зависимости от погрешности измере-ний и прочих факторов. Рассматривается задача определения границы плазмы на лимитерной и диверторной стадиях разряда, исследуется влияние распределения тока на сигналы в магнитных датчиках. Так как подобная задача является некорректной, изучается вопрос о выборе параметра регуляризации, в частности, когда погрешность измерений неизвестна. Входными дан-ными задачи являются число магнитных датчиков и их расположение, а также погрешность измерения ими магнитных полей. Исследуется точность восстановления границы плазмы в целом и X-точки сепаратрисы отдельно в зависимости от погрешности измерений и количества датчиков. Моделирование сценария разряда проводилось с помощью кодов TOKAMEQ и DINA. Об-ратные задачи МГД-равновесия решались на основе кода RPB (Reconstruction of Plasma Boundary).Ключевые слова: токамак Т-15, обратная задача МГД-равновесия, электромагнитная диагностика, граница плазмы, профиль тока. The T-15 Tokamak is now under modernisation. One of the objectives of research in the T-15 is obtaining a discharge with an elongated cross-section of the plasma, surrounded with a separatrix. The presence of Х-point on the separatrix, where the magnetic field vanishes, allows to create a divertor-the device for removal of plasma impurities and reaction products. In order to optimize and control the divertor plasma is expected at every moment of the discharge to carry out the reconstruction of the plasma boundary. Reliability of this reconstruction depends on the influence of various factors on the electromagnetic signals of diagnostics. In this paper on the basis of one of the possible scenarios discharge in the T-15 we are interested in the plasma boundary reconstruction accuracy and current profile according to the measurement error and other factors. The problem of determining the plasma boundary on the limiter and divertor discharge stage is studied, examines the impact of the plasma current density at the signals of the magnetic sensors. As this problem is illposed, we study choosing the regularization parameter, in particular for the case when the measurement error is unknown. The problem input data are the number of magnetic sensors and their location and the accuracy of the magnetic fields measurement. We s...