Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä

Tämä tutkimus on kirjallisuuskatsaus tokamak-fuusioreaktoreissa käytössä oleviin avustaviin lämmitysjärjestelmiin. Tässä tukimuksessa käydään läpi niiden merkitys fuusioplasman lämmitykseen ja ylläpitoon ITER-projektin tokamakin tapauksessa. Tähtien energianlähteenä toimivaa lämpöydinfuusiota on jo...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Karhu, Jenny
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Fysiikan laitos, Department of Physics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Bachelor's thesis
Language:fin
Published: 2024
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95966
_version_ 1828193197014122496
author Karhu, Jenny
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Karhu, Jenny Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Karhu, Jenny Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Karhu, Jenny
datasource_str_mv jyx
description Tämä tutkimus on kirjallisuuskatsaus tokamak-fuusioreaktoreissa käytössä oleviin avustaviin lämmitysjärjestelmiin. Tässä tukimuksessa käydään läpi niiden merkitys fuusioplasman lämmitykseen ja ylläpitoon ITER-projektin tokamakin tapauksessa. Tähtien energianlähteenä toimivaa lämpöydinfuusiota on jo kauan pyritty valjasta- maan mahdolliseksi sähköntuotantomuodoksi. 1950-luvulta lähtien fuusiotutkimus on toiminut aktiivisena fysiikan osa-alueena, joka on kehittynyt huomattavasti etenkin viime vuosikymmenien aikana. ITER on yksi merkittävistä projekteista, joka pyrkii ajamaan tätä kehitystä. ITER:n Ranskaan rakenteilla oleva tokamak on suurin magneettiseen koossapitoon perustuva fuusioreaktori tähän päivään mennessä. Projektin tavoitteena on saavut- taa otto- ja tuottotehon minimitasoitus sekä nettotehon kymmenkertaistus. Tämän saavuttaakseen ITER tulee hyödyntämään neljää avustavaa lämmitysjärjestelmää: neutraalisädeinjektio-, elektroni- ja ionisyklotroniresonanssilämmitystä sekä alahybri- di virranajojärjestelmää. Tutkimuksessa huomataan, että järjestelmät ovat tehokkaita tokamak-plasmojen lämmityksessä sekä niiden stabiloinnissa. Lämmitysjärjestelmien fysiikka on hyvin tunnettu ja näitä on onnistuneesti käytetty fuusio-olosuhteita mukailevien plasmojen saavuttamiseen muissa tokamakeissa. ITER:n vaatimalla tasolla kyseisiä järjestelmiä ei kuitenkaan vielä koskaan olla ajettu. Onnistuessaan ITER tulee kuitenkin tarjoamaan merkittävän tieteellisen kontri- buution fuusiotutkimuksen saralle. ITER:n saavuttamat tulokset tulevat epäilemättä edistämään ydinfuusion matkaa kaupalliseksi energiantuotantomuodoksi. This study is a literary review of the auxiliary systems used to heat fusion plasma in tokamaks. Additionally, this research looks into how ITER utilises these auxiliary systems to achieve thermonuclear fusion. Thermonuclear fusion is the process that powers the stars. Ever since the 1950s, fusion research has been an active subfield of physics that has been driven by the ambition to harness fusion as a feasible energy source. This field has undergone significant progress, especially in the last few decades. One of the major projects willing to further drive this development is ITER. The tokamak currently under construction by ITER in France is the largest magnetic confinement based fusion reactor to this day. The project aims to achieve not only the breakeven of in- and output power, but to also tenfold this efficiency coefficient. To achieve this, ITER will apply four different auxiliary systems: neutral beam injection, electron- and ion cyclotron resonance heating and lower hybrid current drive. This study found that these auxiliary systems are well established in their applications in plasma heating and stabilisation. These systems have also demonstrated fusion-like conditions in multiple tokamaks world wide. However, ITER requires these systems to perform on a level on which they have not yet been operated. If it succeeds, ITER will offer a significant scientific contribution to the field of fusion research. Undoubtedly, the results achieved in ITER will drive fusion closer to becoming a viable commercial energy production method.
first_indexed 2024-09-11T08:50:14Z
format Kandityö
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Laitinen, Mikko", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Karhu, Jenny", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2024-06-17T10:23:03Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2024-06-17T10:23:03Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2024", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95966", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4 tutkimus on kirjallisuuskatsaus tokamak-fuusioreaktoreissa k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 oleviin\navustaviin l\u00e4mmitysj\u00e4rjestelmiin. T\u00e4ss\u00e4 tukimuksessa k\u00e4yd\u00e4\u00e4n l\u00e4pi niiden merkitys\nfuusioplasman l\u00e4mmitykseen ja yll\u00e4pitoon ITER-projektin tokamakin tapauksessa.\nT\u00e4htien energianl\u00e4hteen\u00e4 toimivaa l\u00e4mp\u00f6ydinfuusiota on jo kauan pyritty valjasta-\nmaan mahdolliseksi s\u00e4hk\u00f6ntuotantomuodoksi. 1950-luvulta l\u00e4htien fuusiotutkimus on\ntoiminut aktiivisena fysiikan osa-alueena, joka on kehittynyt huomattavasti etenkin\nviime vuosikymmenien aikana.\nITER on yksi merkitt\u00e4vist\u00e4 projekteista, joka pyrkii ajamaan t\u00e4t\u00e4 kehityst\u00e4.\nITER:n Ranskaan rakenteilla oleva tokamak on suurin magneettiseen koossapitoon\nperustuva fuusioreaktori t\u00e4h\u00e4n p\u00e4iv\u00e4\u00e4n menness\u00e4. Projektin tavoitteena on saavut-\ntaa otto- ja tuottotehon minimitasoitus sek\u00e4 nettotehon kymmenkertaistus. T\u00e4m\u00e4n\nsaavuttaakseen ITER tulee hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4\u00e4n nelj\u00e4\u00e4 avustavaa l\u00e4mmitysj\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4:\nneutraalis\u00e4deinjektio-, elektroni- ja ionisyklotroniresonanssil\u00e4mmityst\u00e4 sek\u00e4 alahybri-\ndi virranajoj\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4.\nTutkimuksessa huomataan, ett\u00e4 j\u00e4rjestelm\u00e4t ovat tehokkaita tokamak-plasmojen\nl\u00e4mmityksess\u00e4 sek\u00e4 niiden stabiloinnissa. L\u00e4mmitysj\u00e4rjestelmien fysiikka on hyvin\ntunnettu ja n\u00e4it\u00e4 on onnistuneesti k\u00e4ytetty fuusio-olosuhteita mukailevien plasmojen\nsaavuttamiseen muissa tokamakeissa. ITER:n vaatimalla tasolla kyseisi\u00e4 j\u00e4rjestelmi\u00e4\nei kuitenkaan viel\u00e4 koskaan olla ajettu.\nOnnistuessaan ITER tulee kuitenkin tarjoamaan merkitt\u00e4v\u00e4n tieteellisen kontri-\nbuution fuusiotutkimuksen saralle. ITER:n saavuttamat tulokset tulevat ep\u00e4ilem\u00e4tt\u00e4\nedist\u00e4m\u00e4\u00e4n ydinfuusion matkaa kaupalliseksi energiantuotantomuodoksi.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "This study is a literary review of the auxiliary systems used to heat fusion plasma in tokamaks. Additionally, this research looks into how ITER utilises these auxiliary systems to achieve thermonuclear fusion. Thermonuclear fusion is the process that powers the stars. Ever since the 1950s, fusion research has been an active subfield of physics that has been driven by the ambition to harness fusion as a feasible energy source. This field has undergone significant progress, especially in the last few decades. One of the major projects willing to further drive this development is ITER. The tokamak currently under construction by ITER in France is the largest magnetic confinement based fusion reactor to this day. The project aims to achieve not only the breakeven of in- and output power, but to also tenfold this efficiency coefficient. To achieve this, ITER will apply four different auxiliary systems: neutral beam injection, electron- and ion cyclotron resonance heating and lower hybrid current drive. This study found that these auxiliary systems are well established in their applications in plasma heating and stabilisation. These systems have also demonstrated fusion-like conditions in multiple tokamaks world wide. However, ITER requires these systems to perform on a level on which they have not yet been operated. If it succeeds, ITER will offer a significant scientific contribution to the field of fusion research. Undoubtedly, the results achieved in ITER will drive fusion closer to becoming a viable commercial energy production method.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2024-06-17T10:23:03Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2024-06-17T10:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2024", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "42", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ITER", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "tokamak", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "plasma", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "fuusio", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Avustavat j\u00e4rjestelm\u00e4t ITER tokamakin fuusioplasman l\u00e4mmityksess\u00e4", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "bachelor thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202406174732", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Bachelor's thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Kandidaatinty\u00f6", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Fysiikan laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Physics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Fysiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Physics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "bachelorThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4021", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "ydinfysiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "plasmafysiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "ydinenergia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "l\u00e4mmitys", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "ydinreaktorit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "energiantuotanto", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "energia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "ydintekniikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_95966
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:03:04Z
main_date 2024-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2024
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/985522a6-a5e0-4351-ad01-3f68969a71f2\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202406174732.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2024
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Karhu, Jenny Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä ITER tokamak plasma fuusio Fysiikka Physics 4021 ydinfysiikka plasmafysiikka ydinenergia lämmitys ydinreaktorit energiantuotanto energia ydintekniikka
title Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä
title_full Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä
title_fullStr Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä
title_full_unstemmed Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä
title_short Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä
title_sort avustavat järjestelmät iter tokamakin fuusioplasman lämmityksessä
title_txtP Avustavat järjestelmät ITER tokamakin fuusioplasman lämmityksessä
topic ITER tokamak plasma fuusio Fysiikka Physics 4021 ydinfysiikka plasmafysiikka ydinenergia lämmitys ydinreaktorit energiantuotanto energia ydintekniikka
topic_facet 4021 Fysiikka ITER Physics energia energiantuotanto fuusio lämmitys plasma plasmafysiikka tokamak ydinenergia ydinfysiikka ydinreaktorit ydintekniikka
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95966 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202406174732
work_keys_str_mv AT karhujenny avustavatjärjestelmätitertokamakinfuusioplasmanlämmityksessä