با توجه به این که برای رسیدن پلاسما به حالت اشتعال به منظور انجام واکنش های همجوشی، گرم کردن اهمی کافی نیست، برای رسیدن به این حالت از روش های اضافی مانند تزریق امواج استفاده می شود. در توکامک های بزرگ میدان مغناطیسی قطبی در مقابل میدان چنبره ای قابل صرف نظر کردن است و چون میدان چنبره ای از مرتبه بسیار بزرگی است، می توان برای گرم کردن پلاسما از امواج سیکلوترونی استفاده کرد. اما در توکامک های کوچک میدان چنبره ای ضعیف است و دیگر این روش انرژی دادن بازدهی چندانی ندارد. لذا از روش ایجاد جریان پلاسما به منظور تنگش پلاسما استفاده می کنند. یکی از موثرترین روش ها برای ایجاد جریان در پلاسما روش تزریق امواج هیبریدی پایین است. تولید جریان پایا در راکتورهای تولید توان همجوشی از اهمیت زیادی برخوردار است. تلاش-های بسیاری برای ایجاد روش های تولید جریان حالت پایا و پیوسته در توکامک ها و در عین حال کاهش هزینه های تولید شده است. یکی از این روش ها ابداع توکامک های کروی است. این توکامک ها نسبت منظر (نسبت شعاع اصلی به شعاع فرعی)کوچکی نسبت به توکامک های چنبره ای دارند و می توانند سطح توان بالاتری به ازای میدان مغناطیسی داده شده تولید کنند. با توجه به اینکه در توکامک-های کوچک اندازه میدان قطبی و چنبره ای از یک مرتبه است ما می توانیم در جهت بهتر محصور شدن پلاسما از این میدان استفاده کنیم. یکی از توکامک های کوچک کروی توکامکnstx است که در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرد. این توکامک می تواند جریان خودالقایی پلاسمای بزرگی ایجاد کند و هزینه های تولید جریان القایی را در خود کاهش دهد. در این پایان نامه، نتایج حاصل از کد شبیه سازی امواج هیبریدی پایین در توکامک کوچکی مثل nstx و توکامک بزرگی مانند tftr مورد بررسی و مقایسه قرار می-گیرد که کارایی بالاتر ماشین nstx را نشان می دهد و این نکته را بیان می کند که با کاهش هزینه و صرفه جویی در زمان می توان به سطح بالاتری از توان خروجی دست یافت. کلمات کلیدی: توکامکnstx، امواج هیبریدی پایین، جریان رانشی، ضریب پخش نیمه خطی، توان نیمه خطی

در بحث راکتور های گداخت مبحث اصلی فراهم کردن شرایط همجوشی است. این شرایط تنها از طریق افزایش چگالی و دما که نهایتا منجر به افزایش آهنگ برخورد دوتریم – تریتیم می شود ، حاصل می گردد. درراکتورهای بزرگ نظیر جت و ایتر مسئله انرژی دهی به پلاسما از طریق تزریق سوخت، چگالش پلاسما از طریق میدان مغناطیسی فوق العاده بالا (در حدود 30 تسلا) والقای جریان خارجی صورت می پذیرد. درسال 1999 در آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون (pppl) از پروژه ای پرده برداری شد که به عقیده ی بسیاری از طراحان راکتور یک شاهکار مهندسی به حساب می آمد. nstx راکتوری کروی بود که قابلیت های منحصر بفردی را نشان می داد. برخلاف راکتورهای بزرگ این راکتور تنها با میدان مغناطیسی در حدود "5/0" تسلا کار می کند. این موضوع یک گام بزرگ درحل مسئله محصور سازی پلاسما به حساب می آمد. باتوجه به شعاع کم، این نوع راکتور شرایطی بسیار پایدارتر و چگال تر را نسبت به همتایان بزرگ خود نشان می داد. به طوری که پلاسمای درونی آن را با پلاسمای فوق چگال تقریب می زنند. با توجه به عدم دسترسی مستقیم به پلاسمای همجوشی به دلیل دمای فوق العاده بالای آن ، تنها راه، استفاده از امواج چه در بحث گرمادهی و چه در بحث تعیین پارامترهای پلاسماست. اما با توجه به محدودیت ذاتی که از سوی پلاسما به عنوان یک فوق رسانا بر امواج اعمال می شود و فورا میدان را حفاظ می کند. این مسئله باعث شده تا تئوری امواج در برهمکنش با پلاسما به شکل گسترده ای توسعه یابد. بر طبق این نظریه تنها در صورتی امواج می توانند به درون پلاسما راه یابند که تحت فرآیند تبدیل مد در لایه ای از پلاسما موسوم به لایه uhr در لبه بیرونی پلاسما قرار گیرند. در این لایه امواج مشخصی که در پلاسما جریان می یابند بر انگیخته شده و نهایتا باعث انرژی دهی به سیستم ذرات می شوند. در پروژه ی حاضر ، هدف، بررسی این لایه است. با توجه به اینکه مشکل عمده و اصلی در راکتورهای کروی تعیین دقیق پیکربندی میدان مغناطیسی است بررسی این لایه با توجه به وابستگی قوی آن به میدان مغناطیسی بیش از پیش ضروری به نظر می رسد.