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A Fast Double Null Control Concept Enabling Compact Fusion Reactors
DOI:10.1109/TPS.2026.3662750.png)
摘要
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STEP原型发电厂(SPP)将采用双虚点偏置(DND)等离子体拓扑结构,以在紧凑设计中管理非常高的偏置器热通量。DND构型在连接状态下(即ΔR-sep较小)有利于偏置器功率平衡和H模访问。由于垂直不稳定性以及主动垂直控制的局限性,等离子体可能偏离连接的DND状态,导致偏置器热负载不平衡,并可能丧失H模,两者都会危及等离子体场景的可行性。为缓解此问题,我们提出了一种新颖的双虚点平衡(DNB)控制方案,用于结合等离子体垂直位置控制来控制ΔR-sep,防止断开连接。在本研究中,我们在TCV(可变构型托卡马克)上测试了DNB控制的实现。该控制器显示出对ΔR-sep的显著改善控制,在垂直步进高达±3 cm时保持连接。该控制器还证明在这些扰动期间能有效平衡辐射功率,防止向内部偏置器区域产生辐射功率尖峰。这些积极结果为DNB控制提供了非常鼓舞人心的概念验证,值得进一步研究和考虑将其集成到SPP及其他未来的双虚点发电厂设计中。
Keyword:
Plasmas
Coils
Observers
Legged locomotion
Fluctuations
Toroidal magnetic fields
Tokamak devices
Space heating
Prototypes
Position control
delta R-sep
double null diverted (DND)
exhaust
fusion
fusion energy
H-mode
magnetic confinement fusion
magnetic control
power balance
STEP
TCV
Tokamak
vertical stability
期刊
IF:
1.5
论文数:
551
被引数:
1.3W

