초록 ▼

토카막 핵융합로 언저리 플라즈마의 특성과 거동을 해석하기 위한 이론적 모형을 확립하고, 시간의존 2-유체방정식을 이용하여 평행방향과 지름방향의 플라즈마 수송을 해석할 수 있는 2차원 전산코드를 개발하였고 이로부터 언저리 플라즈마의 성질과 수송에 관련된 변수들의 공간적 분포와 특성값을 계산하였고 플라즈마 파라메타들의 상관관계를 찾아내었다. 언저리 영역의 자장 분포는 기개발된 평형코드의 결과를 이용하였고, 노심쪽 경계조건은 노심으로부터의 총입자속 및 총에너지속으로부터 구하였다. Sheath 경계 조건과 재순환 자료는 각각 유체

토카막 핵융합로 언저리 플라즈마의 특성과 거동을 해석하기 위한 이론적 모형을 확립하고, 시간의존 2-유체방정식을 이용하여 평행방향과 지름방향의 플라즈마 수송을 해석할 수 있는 2차원 전산코드를 개발하였고 이로부터 언저리 플라즈마의 성질과 수송에 관련된 변수들의 공간적 분포와 특성값을 계산하였고 플라즈마 파라메타들의 상관관계를 찾아내었다. 언저리 영역의 자장 분포는 기개발된 평형코드의 결과를 이용하였고, 노심쪽 경계조건은 노심으로부터의 총입자속 및 총에너지속으로부터 구하였다. Sheath 경계 조건과 재순환 자료는 각각 유체 해석모형의 결과와 실험치를 이용하였고 대칭면과 제 1벽에서는 이들의 특성을 고려하여 합당한 경계조건을 주었다. 그 밖에 재순환되는 중성입자의 수송을 계산하였고 고체면으로의 열유입속 및 고체면에서의 불순물 발생량을 산출하여 토카막 운전과 벽물체 설계 자료를 제공하였다. 전산코드 개발을 위한 수치해석 방법으로는 Implicit MacCormack 방법을 적용하였다.

Abstract ▼

For the theoretical investigation on edge plasmas in tokamak reactors, a numericla modeling and a transport code for an understanding of edge plasma characteristics and behaviors have been developed. A time-dependent, two-dimensional, two-fluid model is employed to develop a parallel and radial tr

For the theoretical investigation on edge plasmas in tokamak reactors, a numericla modeling and a transport code for an understanding of edge plasma characteristics and behaviors have been developed. A time-dependent, two-dimensional, two-fluid model is employed to develop a parallel and radial transport code of edge plasma for finding the field profiles and characteristic parameters of edge plasma. The magnetic flux configuration in the edge region is determined by the results calculated from an equilibrium code previously developed. The core boundary conditions are given by the total particle and energy influxes from the core plasma. The fluid sheath model and the experimental results are utilized to give the sheath boundary conditions and the recycling data at the solid surface plasma-facing materials, respectively. The appropriate boundary conditions are taken into account at the symmetry plane and the first wall. In addition calculations for the densities, velocities and energies of recycled neutrals and the impurity sputtering yields are carried out to obtain the informaiton about tokamak operation and wall-facing component design. An implicit MacCormack numerical scheme is used as a computational algorithm for the edge plasma transport code.

목차 Contents

• 제1장 서 론...11
• 1. 연구 목적 및 필요...11
• 2. 연구 내용 및 범위...13
• 제2장 언저리 플라즈마의 이론적 모형화...17
• 1. 언저리 플라즈마 입자의 수송...17
• 2. 수소 중성입자의 수송...23
• 3. 불순물 입자의 발생...30
• 4. 경계 조건...33
• 제3장 수송코드 개발을 위한 수치 계산...39
• 1. 격자 및 시간 간격 크기의 결정...39
• 2. MacCormack 방법에 의한 수치계산...42
• 제4장 결과 및 논의...47
• 1. 중성입자 분포...47
• 2. 1차 변수 분포...48
• 3. 2차 변수 분포...49
• 4. 열속 및 불순물 발생...50
• 제5장 결 론...67
• 인용문헌...69
• 부록...71
• 언저리 플라즈마 수송 코드...73
• 논문발표 실적 및 계획...129
• 연구비 항목별 집행내역...131