Разработка теоретических моделей и интегрированных кодов нового поколения для адекватного описания взаимодействия плазмы с электромагнитными волнами, пристеночной и диверторной плазмы

В ходе реализации плана работ на 7 этапе (первое полугодие 2024) получены следующие результаты: Все цели и задачи, поставленные в ТЗ и КП, выполнены. В частности: - Написан и отлажен полно-волновой электромагнитный код, который рассчитывает распространение пучка СВЧ волн в плазме от антенны до области сильной рефракции (верхний гибридный резонанс) и является частью пакета программ быстрой синтетической диагностики для расчёта сигнала рассеяния. - Разработан и отлажен динамический код на основе метода лучевых траекторий, рассчитывающего генерацию безындукционного тока в плазме токамака с помощью волн промежуточного частотного диапазона (медленных волн и геликонов) с учетом остаточного электрического поля. - Разработан пользовательский интерфейс и документации к коду, реализующему метод кинетического уравнения для лучей (формализм Вейля) для расчета профиля поглощения СВЧ мощности при электронно-циклотронном нагреве высокотемпературной плазмы в магнитной ловушке. - Создан код, решающий обратную задачу рассеяния СВЧ волн на флуктуациях диэлектрического отклика среды на фоне регулярной плавной неоднородности. - проведен анализ возможности повышения эффективности СВЧ нагрева электронной компоненты плазмы в открытой магнитной ловушке с субтермоядерными параметрами плазмы ГДЛ с использованием резонансного поглощения на первой и второй гармониках электронно-циклотронной частоты. Проведено масштабирование результатов исследования на параметры плазмы в будущих установках. - Проведен анализ возможности повышения эффективности СВЧ нагрева электронной компоненты плазмы в открытой магнитной ловушке с субтермоядерными параметрами плазмы ГДЛ с использованием линейной конверсии электромагнитных волн в плазменные колебания. - Получена система уравнений, которые описывают первичную неустойчивость рассеяния пучка СВЧ волн, ее насыщение в результате истощения накачки и стохастического затухания нижне-гибридной дочерней волны. - Проведен выбор метода численного решения сформулированной системы дифференциальных уравнений, которые описывают первичную неустойчивость рассеяния пучка СВЧ волн, с целью оптимизации и повышения скорости расчетов. Разработка методов ускорения расчетов. - Создан пакет программ для описания начальной стадии неустойчивости рассеяния пучка СВЧ волн, определения её порога и инкремента. Проведена его отладка и тестирование. - Создан пакет программ для описания насыщения неустойчивости рассеяния пучка СВЧ волн в результате истощения накачки и стохастического затухания нижне-гибридной дочерней волны. Проведены его отладка и тестирование. - Получена оценка уровня аномального рассеяния СВЧ мощности с использованием разработанных пакетов программ для условий токамаков-реакторов ITER и DEMO. - Проведено моделирование потов ионов на стенки токамаков-реакторов ITER и DEMO. Расчеты энергий ионов, поступающих на стенку, и распыления материальных поверхностей в ITER и DEMO. - Проведена интеграция разработанных кодов в соответствующую платформу по принятому формату обмена данных. - Проведено моделирование пристеночной плазмы токамака в динамическом режиме с помощью кода SOLPS-ITER с расширенной сеткой. - Исследованы факторы, приводящие к колебательному режиму работы дивертора. - Зарегистрированы два РИДа.