Control of Outmost Poloidal Flux Surface of Tokamak Plasma in RTP

RTP에서 토카막 플라즈마의 폴로이달 등자속면 제어

The paper describes : ⅰ) Mathematical modeling of poloidal flux to define and calculate the tokamak plasma position based on a property of the plasma boundary which is always a flux surface. Controlling the plasma boundary position is therefore equivalent to equalizing the flux value on several points belonging to a curve tangent to the limiter. ⅱ) Experimental method for determining the outmost poloidal isoflux surface by a linear combination of measurements of magnetic fluxes, fields and field gradients, without requiring knowledge of internal plasma parameters for the feedback control, i.e., with neither corrections for variation in the poloidal beta and the plasma current distribution, nor compensations for the induced currents in the vacuum vessel. ⅲ) Feedback control algorithm for the regulation of plasma boundary position and its electronics hardware based on the PID control theory. ⅳ) Experimental results obtained from the RTP tokamak experiments using the present plasma control system.

본 논문은 다음의 내용을 기술한다 : ⅰ) 토카막 플라즈마의 경계면을 정의하고 계산하는 폴로이달 자속의 수학적 모형을 플라즈마경계면과 등자속면이 일치한다는 사실로부터 수립한다. 따라서 플라즈마의 경계위치를 제어한다 함은 리미터 접선상의 여러 점들에서 자속값을 같게 만드는 것을 의미한다. ⅱ) 자속, 자장, 자장구배의 선형조합으로 최외각 폴로이달 등자속면을 측정하는 방법을 제시한다. 이 방법은 내부플라즈마변수를 알 필요가 없어서 폴로이달베타와 플라즈마전류분포의 변동에 따르는 수정이나 진공용기의 유도전류를 보상하지 않아도 된다. ⅲ) 플라즈마의 경계면 위치조정을 위한 궤환제어 알고리즘을 수립하고, PID 제어이론을 기초로 해당 전자장비를 제작한다. ⅳ) 본 플라즈마 제어계를 사용한 RTP토카막 실험의 결과를 논의한다.