การพัฒนาเครื่องต้นแบบสำหรับผลิตลำพลาสมาในความดันบรรยากาศเพื่อใช้ในการฆ่าเชื้อในช่องปาก

บทคัดย่อ

พลังงานฟิวชันเป็นพลังงานสะอาดและมีความสำคัญสำหรับมนุษย์ในอนาคต ในงานวิจัยนี้จะเป็นศึกษาวิจัยเพื่อสร้างองค์ความรู้เกี่ยวกับแนวต้านการศูนย์เสียพลังงานและอนุภาคโดยอาศัยหลักการ bistable S-curve bifurcation ใน 1 และ 2 มิติ เพื่อศึกษาการก่อตัวและการเปลี่ยนแปลงของแนวต้านการศูนย์เสียพลังงานและอนุภาคที่ขอบและภายในพลาสมา ชุดสมการการถ่ายเทความร้อนและอนุภาคด้วยการถ่ายเทแบบนีโอคลาสสิกและแบบปั่นป่วนจะได้รับการพิจารณาพร้อม ๆ กันและใช้วิธีการแบบแยกส่วน การเคลื่อนที่แบบปั่นป่วนถูกระงับโดยการไหลของแรงเฉือนซึ่งจะแสดงในแง่ของความหนาแน่นของ coupling และ gradient gradients และแรงเฉือนแบบแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังรวมถึงความเร็วของพลาสมาในแนว toroidal เป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิที่ตำแหน่งนั้นๆ พบว่าพลาสมาสามารถแสดงลักษณะพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงแบบรวดเร็วและพฤติกรรมแบบ hysteresisโดยขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของการถ่ายเทแบบนีโอคลาสสิกต่อการถ่ายเทแบบปั่นป่วน อีกทั้งขนาดของพฤติกรรม hysteresis ขึ้นอยู่กับการถ่ายเทแบบนีโอคลาสสิกและการถ่ายเทแบบปั่นป่วน การศึกษาไดนามิกพบว่า ETB ขยายเข้าด้านในซึ่งในช่วงแรกเป็นแบบ superdiffusive แต่ช้าลงและหยุด นอกจากนี้เวลาของการขยายตัวของกั้นจะพบได้นานกว่าเวลาพลาสมาจะใช้เวลาในการพัฒนาจากโหมดประสิทธิภาพต่ำไปเป็นโหมดประสิทธิภาพสูง เห็นได้ชัดว่า ETB สามารถก่อตัวได้เฉพาะเมื่อฟลักซ์ในตำแหน่งที่ขอบมากกว่าค่าวิกฤต ในขณะที่การก่อตัวของ ITB เป็นไปได้เฉพาะเมื่อมีโปรไฟล์แบบ reverse q อีกทั้งตำแหน่งและความกว้างของ ITB พบว่ามีความสัมพันธ์กับสมบัติของพลาสมา ณ เวลานั้นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งค่าสูงสุดของ ITB จะอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับที่ความหนาแน่นมีค่าสูงสุดและแรงเฉือนของแม่เหล็กใกล้กับศูนย์ สำหรับความกว้างของ ITB และ ETB จะขึ้นอยู่กับแหล่งความร้อน, ตำแหน่งของค่าความร้อนสูงสุดนอกแกนและการถ่ายเทพลังงาน นอกจากนี้ได้ทำการศึกษา ผลกระทบของ Neoclassical Tearing Modes (NTMs) ต่อการเก็บพลังงานและอนุภาคของพลาสมา โมดูล ISLAND ที่ปรับปรุงใหม่จาก NTCC Library ถูกใช้เพื่อทำนายขนาดของ Neoclassical Tearing Modes ในการทำนายโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบรวม BALDUR โดยค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทพลังงานและอนุภาคของพลาสมาคำนวณโดยใช้ Multi-Mode รุ่น 1995 (MMM95) และการถ่ายเทแบบนีคลาสสิก NLCASS พบว่า ค่าสัมประสิทธิ์การขนส่งภายในเกาะแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นอย่างมากอันเนื่องมาจากการก่อตัวของเกาะแม่เหล็ก จากนั้นจะมีการตรวจสอบผลกระทบของการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทพลังงานและอนุภาค การศึกษาปฏิสัมพันธ์ของกระจุกแม่เหล็กหลายแห่งและผลต่อวิวัฒนาการของพลาสมา ในบางสถานการณ์พบว่าผลกระทบของกระจุกแม่เหล็กคู่กับการกักขังพลาสมาจะลดลงเมื่อเทียบกับผลรวมของผลกระทบของกระจุกแม่เหล็กแต่ละแห่ง ปริมาณการลดของอุณหภูมิพลาสมาขึ้นอยู่กับความกว้างของเกาะแม่เหล็กมากกว่าการเพิ่มจำนวนกระจุกแม่เหล็กที่พิจารณา ผลกระทบจาก Neoclassical Tearing Modes จะเกิดขึ้นที่บริเวณจุดศูนย์กลางมากที่สุด นอกจากนี้ยังพบว่าการปรากฏตัวของกระจุกแม่เหล็กไม่มีผลต่อค่าที่ขอบของพลาสมาแต่อย่างใด

คำสำคัญ