Analytiskt kriterium med Dreicerkälla för skenande elektroner i fusionsreaktorn ARC

Sammanfattning

Klimatförändringarna är en av vår tids största utmaningar, där en möjlig framtida ersättareav fossilt bränsle är fusionskraft. Ett av de största problemen som fortfarande behöverlösas för att åstadkomma detta är att undvika förekomsten av så kallade skenande elektroner,som vid plötsliga temperaturfall kan genereras och nå relativistiska hastigheter ochskada reaktorväggen. Det har tidigare utvecklats ett analytiskt kriterium för att snabbtkunna förutspå under vilka förutsättningar en ansenlig mängd skenande elektroner genererasnär orenheter injiceras i en reaktor. I det här arbetet kompletteras kriteriet medDreicerkällan, som är ytterligare en genereringsmekanism för skenande elektroner. Kriterietverifierades genom att jämföras med 10 000 nolldimensionella Dream-simuleringar förgivna neon- och deuteriumtätheter med plasmaparametrar liknande förhållandena i ARC,en fusionsreaktor som beräknas tas i bruk i början av 2030-talet. Studien visar att detanalytiska kriteriet förutspår en ansenlig mängd skenande elektroner för höga neontätheteroch låga deuteriumtätheter, samt vid höga deuteriumtätheter oavsett neontäthet.Det stämmer väl överens med förutsägelsen från Dream och är jämförbart med tidigarestudiers verifieringar mot fusionsreaktorn ITER. Vidare observeras att Dreicerkällan ärförsumbar under förhållandena som undersöktes. En framtida studie skulle kunna verifieradet kompletterade kriteriet för fler reaktorer, samt undersöka om Dreicerkällan skullekunna ha större betydelse under andra förutsättningar i ARC där det elektriska fältet ärstarkare.