Numerical study of the 1/ν neoclassical transport and Mercier plasma stability in an l=2 torsatron with the centered planar magnetic axis

Abstract

The 1/ν neoclassical transport and Mercier plasma stability for a magnetic configuration of l=2 torsatron system with the centered planar magnetic axis, which was done by selecting the winding law of the helical coils, formed in the model of the l=2 torsatron Uragan-2M type, are investigated numerically. For calculating the transport coefficients and Mercier stability criterion a technique, based on integration along magnetic field lines in a given stellarator magnetic field (NEO code) is used. The magnetic field of helical windings is calculated by the Biot-Savart law. The transport coefficients are presented in a standard form containing a factor depending on the magnetic field geometry. The obtained results are compared with corresponding results for two variants of torsatron Uragan-2M «standard» configuration

Численными методами выполнено исследование неоклассического переноса в режиме 1/ν и МГД-устойчивости плазмы с использованием критерия Мерсье для двухзаходной торсатронной системы с центрированной плоской магнитной осью, что было достигнуто с помощью специального выбора закона навивки винтовой обмотки в модели, близкой по параметрам к параметрам торсатрона Ураган-2М. При вычислении коэффициентов неоклассического переноса в указанном режиме и расчетах величин, входящих в критерий Мерсье, использована техника, основанная на численном интегрировании вдоль силовых магнитных линий в заданном стеллараторном магнитном поле (код NEO). Магнитное поле винтовых проводников вычислялось с использованием закона Био-Савара. Полученные коэффициенты переноса представлены в стандартной форме, содержащей фактор, зависящий от геометрии магнитного поля системы. Выполнено сравнение полученных результатов с соответствующими результатами, полученными ранее для двух вариантов «стандартной» конфигурации торсатрона Ураган-2М.

Числовими методами виконано дослідження неокласичного переносу в режимі 1/ν та МГД-стійкості плазми з використанням критерію Мерс’є для l=2 торсатронної системи із центрованою плоскою магнітною віссю, що було досягнуто за допомогою спеціального вибору закону навивки гвинтової обмотки в моделі, близькій за параметрами до параметрів торсатрона Ураган-2М. При обчисленні коефіцієнтів неокласичного переносу в зазначеному режимі та розрахунках величин, що входять у критерій Мерс’є, використана техніка, що базується на числовому інтегруванні уздовж силових магнітних ліній в заданому стелараторному магнітному полі (код NEO). Магнітне поле гвинтових провідників обчислювалося з використанням закону Біо-Савара. Отримані коефіцієнти переносу представлені в стандартній формі, що містить фактор, залежний від геометрії магнітного поля системи. Виконано порівняння отриманих результатів з відповідними результатами, отриманими раніше для двох варіантів «стандартної» конфігурації торсатрона Ураган-2М.