The influence of magnetic islands on the impurity ion motion in the drift optimized stellarator

Abstract

The motion of the charged test particles ensemble of tungsten ions in the drift optimized stellarator Wendelstein 7-X with the chain of 5 magnetic islands is studied. The numerical code solves the guiding center equations written in the Hamiltonian form. To simulate the Coulomb scattering the Monte Carlo collision operator is used. The scattering of the particles due to the collisions and magnetic islands is shown. The question of the possibility to use the magnetic islands for the prevention of impurity penetration to the plasma is discussed

Вивчено рух ансамблю заряджених частинок іонів вольфраму у дрейфово-оптимізованому стелараторі Вендельштайн 7-Х з ланцюгом з п’яти магнітних островів. Рівняння ведучого центру, що записані у гамільтоновій формі, розв’язуються чисельно. Для моделювання кулонівського розсіяння використовується дискретний оператор Монте-Карло. Показано розсіяння частинок в полоїдальному перерізі під впливом зіткнень та магнітних островів. Обговорюється питання про можливість використання островів для запобігання проникання домішок у плазму.

Изучено движение ансамбля заряженных тестовых частиц ионов вольфрама в дрейфово- оптимизированном стеллараторе Вендельштайн 7-Х с цепочкой из пяти магнитных островов. Уравнения ведущего центра, записанные в гамильтоновской форме, решаются численно. Для моделирования кулоновского рассеяния используется дискретный оператор Монте-Карло. Показано рассеяние частиц в полоидальном сечении под воздействием столкновений и магнитных островов. Обсуждается вопрос о возможности использования магнитных островов для предотвращения проникновения примесей в плазму.