تحصيلات تکميلي

تاريخ دفاع : 5/4/84

رشته و گرايش : فيزيک-اتمي مولکولي

استاد مشاور : -

نام و نام خانوادگي : نورا نصيري مفخم

دانشكده : علوم

استاد راهنما : دکتر بيژن شيخ الاسلامي سبزواري

واگَرداني مُد و انتشار امواج در پلاسماهاي با ناهمگني و پيکربندي دوبعدي

چكيده

بيشتر نظريه‌هاي واگَرداني مُد که تا کنون بررسي شده ‌است براي يک محيط لايه‌اي تخت بوده‌ است که در آن محيط پارامترها تنها به يک بعد مکاني وابستگي دارند. در اين پايان‌نامه ما روش واگَرداني مُد کرنز و لشمور-ديويس را به پلاسماهاي با ناهمگني و ساختار ميدان مغناطيسي دو بعدي تعميم مي‌دهيم. در اين روش فرکانسهاي دو مُد جفت‌نشده مربوط به دو معادلة پاشندگي مجزا را در نظر مي‌گيريم که توابعي از متغير مکاني r و بردار موج k هستند و از طريق يک کميت کوچک h با يکديگر جفت مي‌شوند. با حل معادلات جفت‌شدة دامنه امواج در گستره فرکانسي سيکلوترون الکترون (ECRF), ضرايب گذار و واگَرداني انرژي را به صورت تحليلي محاسبه مي‌کنيم. در اين بازه فرکانسي, امواج الکترومغناطيسي, که در لبة پلاسما تزريق شده‌اند, مي‌توانند به امواج برنستاين الکتروني (EBW) واگَردان شوند. امواج برنستاين الکتروني مي‌توانند بدون قطع تا اعماق پلاسما انتشار يابند, در توزيع الکتروني قلب پلاسما ميرا شوند و انرژي خود را به الکترونها منتقل کنند. با به‌کارگيري تانسور پذيرفتاري پلاسماي داغ مغناطيسي و در نظر گرفتن آثار دماي متناهي الکترون, روابط پاشندگي مناسبي را براي فرايندهاي واگَرداني امواجِ عاديِ مُد-O و فراعاديِ مُد-X به امواج برنستاين الکتروني در تقريب پلاسماي گرم, براي پلاسماي high-b در توکامک کروي بدست آورديم. به منظور بررسي فيزيک فرايندهاي واگَرداني X-B و O-B, پاسخهاي عددي به‌دست آمده براي پارامترهاي توکامک کروي NSTX را مورد مطالعه قرار داديم. بررسي پاسخهاي عددي نشان مي‌دهند که براي فرکانسهاي پايين, ناحية واگَرداني مُد به سمت لبة پلاسما مي‌رود. ديگر اينکه, واگَرداني امواجِ مُد-X به امواج برنستاين الکتروني در لبة پلاسما مؤثرتر از امواجِ مُد-O است و در نتيجه فرايند واگَرداني X-B, براي گرم کردن پلاسما ‌به‌وسيله امواج برنستاين الکتروني (EBWH) سودمند خواهد بود. همچنين از نتايج دريافتيم که هرگاه موج ورودي به پلاسما به صفحة استوايي توکامک نزديکتر باشد, و به بيان ديگر براي زوايايِ قطبي‌وارِ کوچکِ ورودي, فرايند واگَرداني بهينه مي‌شود. چون در روش واگَرداني O-X-B براي گرم کردن پلاسماي توکامکهاي کروي اثر لايه‌اي مغناطيسي قوي است و ميدان مغناطيسي قطبي‌وار قابل مقايسه با ميدان مغناطيسي چنبره‌اي است, نتايج بدست آمده در اين پايان‌نامه, در گرم کردن پلاسما به‌وسيله امواج واگَردان شده برنستاين الکتروني در فرايندهاي واگَرداني X-B و O-B, براي پلاسماهاي با ناهمگني و پيکربندي دو بعدي و به‌ويژه در توکامکهاي کروي با چگالي پلاسماي بسيار بالا, کاربرد دارد.

واژه‌هاي کليدي: واگَرداني مُد, موج برنستاين الکتروني (EBW), , پلاسماي high-b, توکامک کروي, گرم کردن پلاسما ‌بوسيله امواج برنستاين الکتروني (EBWH).