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Simulations of fusion edge plasmas by linear plasma devices: physics and plasma–material interactions
저자
Kang In Je (Hanyang University) ; Bae Min-Keun (Hanyang University) ; 박인선 (한국핵융합에너지연구원) ; Woo Hyun-Jong (Agency for Defense Development) ; Lho Taihyeop (Korea Institute of Fusion Energy) ; Ahn Jeong-Sun (Hanyang University) ; Chang Doo-Hee (Hanyang University) ; 조순국 (한양대학교) ; Choi Geun-Sik (Hanyang University) ; Choi Heung-Gyun (Hanyang University) ; Choi Yong-Sup (Hanyang University) ; Chung Bo-Hyun (Hanyang University) ; Chung Tae Hun (Dong-A Univ.) ; Do Jeong-Joon (Hanyang University) ; Goo Bon-Cheol (Hanyang University) ; Hong Sunghoon (Hanyang University) ; Hong Suk-Ho (Korea Institute of Fusion Energy) ; Jeon Jong-Sik (Hanyang University) ; Joo Sung-Kiu (Hanyang University) ; Jung Seo Jin (Hanyang University) ; Jung Seok-Won (Hanyang University) ; Jung Young-Dae (Hanyang University) ; Jung Yong Ho (Hanyang University) ; 고광철 (한양대학교) ; Kim Beom-Sik (Hanyang University) ; 김곤호 (서울대학교) ; Kim Hye-Ran (Hanyang University) ; Kim Heung-Su (Korea Institute of Fusion Energy) ; Kim Jin-Hee (Hanyang University) ; Kim Jong-Il (Hanyang University) ; Kim Jae Yong (Hanyang University) ; Kim Kyung-Cheol (Hanyang University) ; Kim Myung Kyu (Hanyang University) ; Kim Sang-You (Hanyang University) ; Kim Jin-Woo (Hanyang University) ; Kim Yong-Kyun (Hanyang University) ; Kwak Gyea Young (Hanyang University) ; Lee Dong-Han (Hanyang University) ; Lee Heon-Ju (Jeju National University) ; Lee Min Ji (Hanyang University) ; Lee Myoung-Jae (Hanyang University) ; Lee Seung-Hwa (Hanyang University) ; Park Eun-Kyung (Hanyang University) ; Seok Dong Chan (Hanyang University) ; Lee Byoung-Kyu (Hanyang University) ; 노승정 (단국대학교) ; Seo Young-Jun (Hanyang University) ; Shim Yun-Keun (Hanyang University) ; Sun Jong Ho (Hanyang University) ; Oh Byung-Hoon (Hanyang University) ; Oh Cha-Hwan (Seoul National University) ; Oh Hye Taek (Hanyang University) ; Oh Young-Suk (Hanyang University) ; Park Sang Joon (Hanyang University) ; You Hyun Jong (Hanyang University) ; You Hun Suk (Hanyang University) ; Chung Kyu-Sun (Hanyang University)
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학술지명
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발행연도
2022
작성언어
English
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등재정보
KCI등재,SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
717-734(18쪽)
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Because a fusion edge plasma contains various atomic and molecular processes, along with various plasma–material interactions (PMIs) for post-mortem analyses, a linear plasma device can simulate divertor and scrape-off layer (SOL) plasmas with DC edge relevant parameters, although it cannot generate a high ion temperature and toroidicity with much less power density compared to toroidal devices. The Divertor Plasma Simulator-2 (DiPS-2), a linear device with an LaB6 DC cathode, has been used for a few fusion-relevant physics experiments, including edge localized mode (ELM) simulation and edge transport of diffusion and convection. An ELM simulation has been performed by modulating the magnetic field relevant to the pressure modulation of a toroidal device, and the diffusion coefficients of free and bound presheaths have been measured in simulations of divertor or limiter transport. Moreover, the convection of the filament or the bubble expansion to the first wall has also been analyzed. In addition to various atomic and molecular processes in SOL and divertor plasmas, PMIs must be analyzed both on and beneath the surface of the plasma-facing components (PFCs) because of surface modification.
Using DiPS-2 and other linear devices along with Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), PMIs have been analyzed in terms of the following elements or processes: (1) boronizations, both for dust interactions with the surface chamber (DiSC) and KSTAR device, are analyzed; (2) carbon damage by the dense heat flux of DiPS-2 is experimentally investigated; (3) the density profile of the lithium injection gettering of hydrogen and its transport experiments (LIGHT-1) device is analytically calculated; (4) the effect of nitrogen on the relaxation of the heat flux to the divertor tile is experimentally analyzed; and (5) tungsten as the divertor tile material is analyzed via laser ELM simulations in terms of dust generation and surface modification.
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