Apple versus Donut:Πώς το σχήμα ενός Tokamak επηρεάζει το πλάσμα Edge
Το σχήμα ενός Tokamak έχει σημαντικό αντίκτυπο στα όρια του πλάσματος άκρων. Το πλάσμα άκρης είναι η περιοχή του πλάσματος που έρχεται σε επαφή με τους τοίχους του Tokamak. Αυτή η περιοχή είναι σημαντική επειδή είναι όπου το πλάσμα αλληλεπιδρά με τις υλικές επιφάνειες του Tokamak, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ακαθαρσίες και διαταραχές.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι σχημάτων Tokamak:κυκλικά και μη κυκλικά. Τα κυκλικά tokamaks έχουν κυκλική διατομή, ενώ οι μη κυκλικές tokamaks έχουν μη κυκλική διατομή. Τα μη κυκλικά tokamaks αναφέρονται συχνά ως "διαμορφωμένα tokamaks".
Τα διαμορφωμένα tokamaks έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους κυκλικούς Tokamaks. Πρώτον, τα διαμορφωμένα tokamaks μπορούν να έχουν υψηλότερη πίεση στο πλάσμα από τα κυκλικά tokamaks. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μαγνητικό πεδίο σε ένα σχήμα Tokamak είναι ισχυρότερο στην άκρη του πλάσματος από ό, τι στο κέντρο. Το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο βοηθά να περιορίσει το πλάσμα και να αποτρέψει το να αγγίξει τους τοίχους του Tokamak.
Δεύτερον, τα διαμορφωμένα tokamaks μπορούν να έχουν χαμηλότερη θερμοκρασία άκρων από τα κυκλικά tokamaks. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μαγνητικό πεδίο σε ένα σχήμα Tokamak είναι ασθενέστερο στο κέντρο του πλάσματος από ό, τι στην άκρη. Το ασθενέστερο μαγνητικό πεδίο επιτρέπει στο πλάσμα να κρυώσει πιο γρήγορα.
Τρίτον, οι διαμορφωμένοι tokamaks μπορούν να έχουν μεγαλύτερο χρόνο απόρριψης στο πλάσμα από τα κυκλικά tokamaks. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σχήμα Tokamak έχει μεγαλύτερη επιφάνεια από ένα κυκλικό Tokamak. Η μεγαλύτερη επιφάνεια επιτρέπει στο πλάσμα να διαλύσει τη θερμότητα του πιο αποτελεσματικά.
Το σχήμα ενός Tokamak είναι επομένως ένα σημαντικό θέμα στο σχεδιασμό ενός αντιδραστήρα σύντηξης Tokamak. Τα διαμορφωμένα tokamaks έχουν αρκετά πλεονεκτήματα έναντι των κυκλικών Tokamaks και επομένως είναι το προτιμώμενο σχήμα για τα περισσότερα σχέδια αντιδραστήρων σύντηξης.
Apple έναντι ντόνατ
Η διαφορά μεταξύ ενός κυκλικού Tokamak και ενός διαμορφωμένου Tokamak μπορεί να απεικονιστεί συγκρίνοντας ένα μήλο με ένα ντόνατς. Ένα κυκλικό tokamak είναι σαν ένα μήλο, καθώς έχει μια στρογγυλή διατομή. Ένα σχήμα tokamak είναι σαν ένα ντόνατ, στο ότι έχει ένα κοίλο κέντρο.
Το κοίλο κέντρο ενός ντόνατς επιτρέπει στο πλάσμα να κρυώσει πιο γρήγορα από το πλάσμα σε ένα μήλο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η επιφάνεια ενός ντόνατς είναι μεγαλύτερη από την επιφάνεια ενός μήλου. Η μεγαλύτερη επιφάνεια επιτρέπει στο πλάσμα να διαλύσει τη θερμότητα του πιο αποτελεσματικά.
Το κοίλο κέντρο ενός ντόνατς επιτρέπει επίσης στο πλάσμα να περιορίζεται πιο αποτελεσματικά από το πλάσμα σε ένα μήλο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μαγνητικό πεδίο σε ένα ντόνατ είναι ισχυρότερο στην άκρη του πλάσματος από ό, τι στο κέντρο. Το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο βοηθά να περιορίσει το πλάσμα και να αποτρέψει το να αγγίξει τους τοίχους του Tokamak.
Συμπερασματικά, το σχήμα ενός tokamak έχει σημαντικό αντίκτυπο στα όρια του πλάσματος άκρων. Τα διαμορφωμένα tokamaks έχουν αρκετά πλεονεκτήματα έναντι των κυκλικών Tokamaks και επομένως είναι το προτιμώμενο σχήμα για τα περισσότερα σχέδια αντιδραστήρων σύντηξης.
