Применение многочастотного допплеровского обратного рассеяния для исследования периферийных локализованных мод на токамаке Глобус-М2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Режим улучшенного удержания в токамаках (H-мода) характеризуется большими значениями градиента давления на периферии, что приводит к возникновению периферийных локализованных мод (ELM). Их изучением занимаются в том числе на сферическом токамаке Глобус-М2, где наблюдаются периферийные локализованные моды преимущественно в режимах с инжекцией быстрых нейтральных атомов. Одним из способов, позволяющих изучать ELM, является установленная на Глобус-М2 диагностика допплеровского обратного рассеяния (ДОР). Она позволяет оценивать амплитуду флуктуаций плотности плазмы и измерять радиальное электрическое поле Er. В данной работе исследуется влияние периферийных локализованных мод на Er на радиусах 0.4<ρ<1.1. Показано, что во время ELM электрическое поле увеличивается на всем интервале измерений. Это свидетельствует о распространении влияния периферийных мод и на внутренние области плазмы, что не согласуется с общими представлениями о периферийной локализации ELM, но подтверждено экспериментально не только на Глобус-М2. Кроме того, приведено сравнение результатов режима ELM c колебаниями предельного цикла (LCO) и показано, что во время LCO не наблюдается подобного эффекта.

Об авторах

А. Ю. Токарев

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Ю. Яшин

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. М. Пономаренко

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. К. Гусев

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. С. Жильцов

bФизико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Г. С. Курскиев

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. Б. Минаев

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. В. Петров

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. В. Сахаров

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. В. Солоха

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

В. А. Велижанин

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: tokarev_ayu@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Wagner F., Becker G., Behringer K., Campbell D., Eberhagen A., Engelhardt W., Fussmann G., Gehre O., Gernhardt J., Gierke G.V.,, Haas G., Huang M., Karger F., Keilhacker M., Klüber O., Kornherr M., Lackner K., Lisitano G., Lister G.G., Mayer H.M., Meisel D., Müller E.R., Murmann H., Niedermeyer H., Poschenrieder W., Rapp H., Röhr H., Schneider F., Siller G., Speth E., Stäbler A., Steuer K.H., Venus G., Vollmer O., Yü Z. // Phys. Rev. Lett. 1982 V. 49. P. 1408. doi: 10.1103/PhysRevLett.49.1408
  2. Leonard A.W. // Phys. Plasmas. 2014. V. 21. P. 090501. doi: 10.1063/1.4894742
  3. Zohm H. // Plasma. Phys. Control. Fusion. 1996. V. 38. P. 105. doi: 10.1088/0741-3335/38/2/001.
  4. Connor J.W. // Plasma. Phys. Control. Fusion. 1998. V. 40. P. 531. doi: 10.1088/0741-3335/40/5/002
  5. Suttrop W. // Plasma. Phys. Control. Fusion. 2000. V. 42. P. A1. doi: 10.1088/0741-3335/42/5A/301
  6. Connor J.W., Kirk A., Wilson H.R. // AIP Conf. Proc. 2008. V. 1013. P. 174. doi: 10.1063/1.2939030
  7. Snyder P.B., Wilson H.R., Ferron J.R., Lao L.L., Leonard A.W., Mossessian D., Murakami M., Osborne T.H., Turnbull A.D., Xu X.Q. // Nucl. Fusion. 2004. V. 44. P. 320. doi: 10.1088/0029-5515/44/2/014
  8. Doyle E.J., Houlberg W.A., Kamada Y., Mukhovatov V., Osborne T.H., Polevoi A., Bateman G., Connor J.W., Cordey J.G., Fujita T., Garbet X., Hahm T.S., Horton L.D., Hubbard A.E., Imbeaux F., Jenko F., Kinsey J.E., Kishimoto Y., Li J., Luce T.C., Martin Y., Ossipenko M., Parail V., Peeters A., Rhodes T.L., Rice J.E., Roach C.M., Rozhansky V., Ryter F., Saibene G., Sartori R., Sips A.C.C., Snipes J.A., Sugihara M., Synakowski E.J., Takenaga H., Takizuka T., Thomsen K., Wade M.R., Wilson H.R., ITPA Transport Physics Topical Group, ITPA Confinement Database and Modelling Topical Group, ITPA Pedestal and Edge Topical Group // Nucl. Fusion. 2007. V. 47. P. S18. doi: 10.1088/0029-5515/47/6/S02
  9. Maggi C.F., Saarelma S., Casson F.J., Challis C., de la Luna E., Frassinetti L., Giroud C., Joffrin E., Simpson J., Beurskens M., Chapman I., Hobirk J., Leyland M., Lomas P., Lowry C., Nunes I., Rimini F., Sips A.C.C., Urano H., JET Contributors // Nucl. Fusion. 2015. V. 55. P. 113031. doi: 10.1088/0029-5515/55/11/113031
  10. Maingi R., Hubbard A.E., Meyer H., Hughes J.W., Kirk A., Maqueda R., Terry J.L., the Alcator C-Mod, MAST and NSTX teams // Nucl. Fusion. 2011. V. 51. P. 063036. doi: 10.1088/0029-5515/51/6/063036
  11. Smith S.F., Kirk A., Chapman-Oplopoiou B., Clark J.G., Ham C.J., Horvath L., Maggi C.F., Scannell R., Saarelma S., the MAST Team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2022. V. 64. P. 045024. doi: 10.1088/1361-6587/ac529b
  12. Dickinson D., Roach C.M., Saarelma S., Scannell R., Kirk A., Wilson H.R. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 135002. doi: 10.1103/PhysRevLett.108.135002
  13. Petrov Yu.V., Gusev V.K., Sakharov N.V., Minaev V.B., Varfolomeev V.I., Dyachenko V.V., Balachenkov M., Bakharev N.N., Bondarchuk E.N., Bulanin V.V., Chernyshev F.V., Iliasova M.V., Kavin A.A., Khilkevitch E.M., Khromov N.A., Kiselev E.O., Konovalov A.N., Kornev V.A., Krikunov S.V., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Miroshnikov I.V.,, Novokhatskii A.N., Zhiltsov N.S., Patrov M.I., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Shulyatiev K.D., Shchegolev P.B., Shevelev A.E., Skrekel O.M., Telnova A.Yu., Tukhmeneva E.A., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Voronin A.V., Yashin A.Yu., Bagryansky P.A., Zhilin E.G., Goryainov V.A. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 042009. doi: 10.1088/1741-4326/ac27c7
  14. Bulanin V.V., Kurskiev G.S., Solokha V.V., Yashin A.Yu., Zhiltsov N.S. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2021. V. 63. P. 122001. doi: 10.1088/1361-6587/ac36a4
  15. Solokha V.V., Kurskiev G.S., Yashin A.Yu., Balachenkov I.M., Varfolomeev V.I., Voronin A.V., Gusev V.K., Goryainov V.Yu., Dyachenko V.V., Zhiltsov N.S., Kiselev E.O., Minaev V.B., Novokhatsky A.N., Petrov Yu.V., Ponomarenko A.M., Sakharov N.V., Telnova A.Yu., Tkachenko E.E., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Tukhmeneva E.A., Khromov N.A., Shchegolev P.B. // Plasma Phys. Rep. 2023. V. 49. P. 419. doi: 10.1134/S1063780X23600184
  16. Maingi R., Bell M.G., Fredrickson E.D., Lee K.C., Maqueda R.J., Snyder P., Tritz K., Zweben S.J., Bell R.E., Biewer T.M., Bush C.E., Boedo J., Brooks N.H., Delgado-Aparicio L., Domier C.W., Gates D.A., Johnson D.W., Kaita R., Kaye S.M., Kugel H.W., LeBlanc B.P., Luhmann N.C., Jr., Menard J.E., Mueller D., Park H., Raman R., Roquemore A.L., Sabbagh S.A., Soukhanovskii V.A., Stevenson T., Stutman D. // Phys. Plasmas. 2006. V. 13. P. 092510. doi: 10.1063/1.2226986
  17. Yashin A.Y., Bulanin V.V., Gusev V.K., Minaev V.B., Petrov A.V., Petrov Y.V., Ponomarenko A.M., Varfolomeev V.I. // JINST. 2022. V. 17. P. C01023. doi: 10.1088/1748-0221/17/01/C01023
  18. Bulanin V.V., Yashin A.Y., Petrov A.V., Gusev V.K., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov Y.V., Prisiazhniuk D.V., Varfolomeev V.I. // Rev. Sci. Instrum. 2021. V. 92. P. 033539. doi: 10.1063/5.0030307
  19. Ponomarenko A., Yashin A., Kurskiev G., Minaev V., Petrov A., Petrov Y., Sakharov N., Zhiltsov N. // Sensors. 2023. V. 23. P. 830. doi: 10.3390/s23020830
  20. Yashin A.Y., Bulanin, V.V., Petrov A.V., Gusev V.K., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov Yu.V. // Plasma Phys. Rep. 2020. V. 46. P. 683. doi: 10.1134/S1063780X20070107
  21. Yashin A.Yu., Bulanin V.V., Gusev V.K., Kurskiev G.S., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Tolstyakov S.Yu. // Nucl. Fusion. 2018. V. 58. P. 112009. doi: 10.1088/1741-4326/aac4d8
  22. Grover O., Manz P., Yashin A.Y., Réfy D.I., Seidl J., Vianello N., Birkenmeier G., Solano E.R., Sos M., Bohm P., Bilkova P., Hron M., Panek R., the ASDEX Upgrade Team, the COMPASS Team, the Globus-M Team, JET Contributors // Nucl. Fusion. 2024. V. 64. P. 026001. doi: 10.1088/1741-4326/ad0eae
  23. Yashin A.Yu., Bulanin V.V., Gusev V.K., Khromov N.A., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Prisyazhnyuk D.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Tolstyakov S.Yu., Varfolomeev V.I., Wagner F. // Nucl. Fusion. 2014. P. 54. P. 114015. doi: 10.1088/0029-5515/54/11/114015
  24. Bulanin V.V., Wagner F., Varfolomeev V.I., Gusev V.K., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Prisyazhnyuk D.V., Sakharov N.V., Tolstyakov S.Yu., Khromov N.A., Shchegolev P.B., Yashin A.Yu. // Tech. Phys. Lett. 2014. V. 40. P. 375. doi: 10.1134/S106378501405006X
  25. Bulanin V.V., Bakharev N.N., Gusev V.K., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Telnova A.Yu., Tolstyakov S.Yu., Yashin A.Yu. // Phys. Atom. Nuclei. 2020. V. 83. P. 1124. doi: 10.1134/S1063778820070042
  26. Bulanin V.V., Balachenkov I.M., Varfolomeev V.I., Gusev V.K., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Ponomarenko A.M., Telnova A.Yu., Shchegolev P.B., Yashin A.Yu. // Tech. Phys. Lett. 2021. V. 47. P. 197. doi: 10.1134/S1063785021020206
  27. Yashin A.Yu., Bulanin V.V., Gusev V.K., Kiselev E.O., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Ponomarenko A.M., Shchegolev P.B. // Nucl. Fusion. 2021. V. 61. P. 092001. doi: 10.1088/1741-4326/ac1297
  28. Yashin A., Ponomarenko A., Balachenkov I., Kurskiev G., Kiselev E., Minaev V., Petrov A., Petrov Y., Sakharov N., Zhiltsov N. // Appl. Sci. 2023. V. 13. P. 3430. doi: 10.3390/app13063430
  29. Bulanin V.V., Gusev V.K., Khromov N.A., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov M.A., Petrov Yu.V., Prisiazhniuk D., Sakharov N.V., Tolstyakov S.Yu., Yashin A.Yu. // Nucl. Fusion. 2019. V. 59. P. 096026. doi: 10.1088/1741-4326/ab2cdf
  30. Yashin A., Teplova N., Zadvitskiy G., Ponomarenko A. // Sensors. 2022. V. 22. P. 9441. doi: 10.3390/s22239441
  31. Bulanin V.V., Gusakov E.Z., Gusev V.K., Zadvitskiy G., Lechte C., Heuraux S., Minaev V.B., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Teplova N., Yashin A.Yu. // Plasma Phys. Rep. 2020. V. 46. P. 490. doi: 10.1134/S1063780X20050025
  32. Yashin A., Bulanin V., Petrov A., Ponomarenko A. // Appl. Sci. 2021. V. 11. P. 8975. doi: 10.3390/app11198975
  33. Ponomarenko A., Gusev V., Kiselev E., Kurskiev G., Minaev V., Petrov A., Petrov Y., Sakharov N., Solokha V., Teplova N., Shchegolev P., Yashin A., Zhiltsov N. // Nucl. Fusion. 2024. V. 64. P. 022001. doi: 10.1088/1741-4326/ad0ead
  34. Conway G.D., Lechte C., Poli E., the ASDEX Upgrade Team // Proc. 15th Intnl. Refl. Wksh., France, 2022.
  35. Kurskiev G.S., Sakharov N.V., Gusev V.K., Minaev V.B., Miroshnikov I.V., Petrov Yu.V., Telnova A. Yu., Bakharev N.N., Kiselev E.O., Zhiltsov N.S., Shchegolev P.B., Balachenkov I.M., Varfolomeev V.I., Voronin A.V., Goryainov V.Yu., Dyachenko V.V., Zhilin E.G., Iliasova M.V., Kavin A.A., Konovalov A.N., Krikunov S.V., Lobanov K.M., Melnik A.D., Mineev A.B., Novokhatsky A.N., Patrov M.I., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Skrekel’ O.M., Solovei V.A., Solokha V.V., Tkachenko E.E., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Tukhmeneva E.A., Khilkevitch E.M., Khromov N.A., Chernyshev F.V., Shevelev A.E., Shulyat’ev K.D., Yashin A.Yu. // Plasma Phys. Rep. 2023. V. 49. P. 403. doi: 10.1134/S1063780X23600214
  36. Shchegolev P.B., Minaev V.B., Telnova A.Yu., Varfolomeev V.I., Gusev V.K., Esipov L.A., Zhiltsov N.S., Kolmogorov V.V., Kondakov A.A., Kurskiev G.S., Miroshnikov I.V., Panasenkov A.A., Sorokin A.V., Shikhovtsev I.A. // Plasma Phys. Rep. 2023. V. 49. P. 1501. doi: 10.1134/S1063780X23601098
  37. Kurskiev G.S., Gusev V.K., Sakharov N.V., Balachenkov I.M., Bakharev N.N., Bulanin V.V., Chernyshev F.V., Kavin A.A., Kiselev E.O., Khromov N.A., Minaev V.B., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Shchegolev P.B., Telnova A. Yu., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Tukhmeneva E.A., Varfolomeev V.I., Yashin A.Yu., Zhiltsov N.S. // Nucl. Fusion. 2021. V. 61. P. 064001. doi: 10.1088/1741-4326/abe08c
  38. Ponomarenko A.M., Bulanin V.V., Gusev V.K., Minaev V.B., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Yashin A.Yu. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2103. P. 012210. doi: 10.1088/1742-6596/2103/1/012210
  39. Conway G.D., Schirmer J., Klenge S., Suttrop W., Holzhauer E., the ASDEX Upgrade Team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2004. V. 46. P. 951. doi: 10.1088/0741-3335/46/6/003
  40. Tynan G.R., Xu M., Diamond P.H., Boedo J.A., Cziegler I., Fedorczak N., Manz P., Miki K., Thakur S., Schmitz L., Zeng L., Doyle E.J., McKee G.M., Yan Z., Xu G.S., Wan B.N., Wang H.Q., Guo H.Y., Dong J., Zhao K., Cheng J., Hong W.Y., Yan L.W. // Nucl. Fusion. 2013. V. 53. P. 073053. doi: 10.1088/0029-5515/53/7/073053
  41. Schmitz L. // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 025003. doi: 10.1088/1741-4326/57/2/025003
  42. Diamond P.H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T.S. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. R35. doi: 10.1088/0741-3335/47/5/R01

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024