Исследование оторванной от поверхности плазмы в ГОЛ-NB с дополнительной инжекцией газа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Магнитная система открытой ловушки обычно включает секции расширителей, расположенные между магнитными пробками с сильным полем и торцевыми поверхностями, которые принимают плазму. В установке ГОЛ-NB низкотемпературная стартовая плазма в области удержания создается дуговой плазменной пушкой, которая расположена в одном из расширителей. Параметры слоя приповерхностной плазмы влияют на электрический контакт области удержания с торцами и, тем самым, влияют на вклад эффекта вмороженности силовых линий магнитного поля в торец в устойчивость плазмы и на продольные потери из ловушки. На установке ГОЛ-NB были проведены эксперименты с дополнительной инжекцией водорода в плазменную пушку. Наблюдалось формирование области излучающей плазмы, оторванной от торцевой поверхности, которая по визуальным проявлениям соответствует аналогичному образованию в переизлучающих диверторах токамаков. В обоих случаях стандартного и оторванного режимов работы, распадающаяся плазма существует вблизи приемных электродов и после прекращения разрядного тока в течение всего времени наблюдения. В центральной ловушке ГОЛ-NB, некоторые структуры в Фурье-спектрограмма магнитных флуктуаций проявляются раньше и имеют более низкие частоты с оторванной плазмой, чем в стандартном режиме. Такие структуры ассоциируются с возбуждением мод типа перестановочных из-за потери стабилизирующего вклада вмороженностью силовых линий в проводящий торец. Наблюдающийся отклик плазмы на дополнительный газонапуск подтверждает существующее понимание того, что стабилизация вмороженностью является основным механизмом, обеспечивающим устойчивость центральной области плазмы во время первоначального накопления плазмы в центральной ловушке.

Об авторах

В. В. Поступаев

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

В. И. Баткин

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

И. А. Иванов

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

К. Н. Куклин

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

Н. А. Мельников

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

К. И. Меклер

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

А. Ф. Ровенских

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

Е. Н. Сидоров

Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Email: V.V.Postupaev@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Boedo J., McLean A. G., Rudakov D. L., and Watkins J. G., Plasma Phys. Control. Fusion 60, 044008 (2018). https://doi.org/10.1088/1361-6587/aaa2ec
  2. Cavedon M., Kurzan B., Bernert M., et al., Nucl. Fusion 62, 066027 (2022). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac6071
  3. Feng Y., Jakubowski M., König R., et al., Nucl. Fusion 61, 086012 (2021). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac0772
  4. Guo X., Tanaka H., Kajita S., Ohno N., Hattori S., and Sawada K., Plasma Fusion Res. 17, 2402027 (2022). https://doi.org/10.1585/pfr.17.2402027
  5. Islam M. S., Nakashima Y., Hatayama A., et al., Plasma Fusion Res. 14, 2402016 (2019). https://doi.org/10.1585/pfr.14.2402016
  6. Ješko K., Marandet Y., Bufferand H., Gunn J. P., van der Meiden H. J., and Ciraolo G., Plasma Phys. Control. Fusion 60, 125009 (2018). https://doi.org/10.1088/1361-6587/aae80d
  7. Kang I. J., Bae M.-K., Park I. S., et al., J. Korean Phys. Soc. 80, 717 (2022). https://doi.org/10.1007/s40042-022-00397-y
  8. Leonard A. W., Plasma Phys. Control. Fusion 60, 044001 (2018). https://doi.org/10.1088/1361-6587/aaa7a9
  9. Mukai K., Masuzaki S., Hayashi Y., et al., Nucl. Fusion 61, 126018 (2021). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac2bbc
  10. Perillo R., Chandra R., Akkermans G.R. A., Classen I. G. J., Korving S. Q., and Magnum-PSI Team, Phys. Plasmas 26,102502 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5120180
  11. Pitts R. A., Bonnin X., Escourbiac F., et al., Nucl. Mater. Energy 20, 100696 (2019). https://doi.org/10.1016/j.nme.2019.100696
  12. Shoshin A. A., Arakcheev A. S., Arzhannikov A. V., et al. Fusion Eng. Design 114, 157 (2017). https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2016.12.019
  13. Soukhanovskii V. A., Allen S. L., Fenstermacher M. E., et al., Nucl. Fusion 58, 036018 (2018). https://doi.org/10.1088/1741-4326/aaa6de
  14. Wang L., Wang H. Q., Eldon D., et al., Nucl. Fusion 62, 076002 (2022). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac4774
  15. Matthews G. F., Nucl J. Mater. 220, 104 (1995). https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)00450-1
  16. Gota H., Binderbauer M. W., Tajima T., et al., Nucl. Fusion 61, 106039 (2021). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac2521
  17. Li Q., Zhu G., Ren B., Ying J., Yang Z., and Sun X., Plasma Sci. Technol. 25, 025102 (2023). https://doi.org/10.1088/2058-6272/ac8e45
  18. Postupaev V. V., Batkin V. I., Beklemishev A. D., et al., Nucl. Fusion 57, 036012 (2017). https://doi.org/10.1088/1741-4326/57/3/036012
  19. Sudnikov A. V., Beklemishev A. D., Postupaev V. V., Burdakov A. V., Ivanov I. A., Vasilyeva N. G., Kuklin K. N., and Sidorov E. N., Fusion Eng. Design 122, 86 (2017). https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2017.09.005
  20. Yakovlev D. V., Shalashov A. G., Gospodchikov E. D., Maximov V. V., Prikhodko V. V., Savkin V. Ya., Soldatkina E. I., Solomakhin A. L., and Bagryansky P. A., Nucl. Fusion 58, 094001 (2018). https://doi.org/10.1088/1741-4326/aacb88
  21. Сковородин Д. И., Черноштанов И. С., Амиров В. Х., и др., Физика плазмы 49, 831 (2023). https://doi.org/10.31857/S0367292123600322
  22. Bagryansky P. A., Beklemishev A. D., and Postupaev V. V., J. Fusion Energy 38, 162 (2019). https://doi.org/10.1007/s10894-018-0174-1
  23. Bagryansky P. A., Chen Z., Kotelnikov I. A., Yakovlev D. V., Prikhodko V. V., Zeng Q., Bai Y., Yu J., Ivanov A. A., and Wu Y., Nucl. Fusion 60, 036005 (2020). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab668d
  24. Egedal J., Endrizzi D., Forest C. B., and Fowler T. K., Nucl. Fusion 62, 126053 (2022). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac99ec
  25. Prater R., Phys. Fluids 17, 193 (1974). https://doi.org/10.1063/1.1694587
  26. Molvik A. W., Breun R. A., Golovato S. N., Hershkowitz N., McVey B., Post R. S., Smatlak D., and Yujiri L., Phys. Fluids 27, 2711 (1984). https://doi.org/10.1063/1.864575
  27. Конкашбаев И. К., Ландман И. С., Улинич Ф. Р., ЖЭТФ 74, 956 (1978).
  28. Abramov I. S., Gospodchikov E. D., Shaposhnikov R. A., and Shalashov A. G., Nucl. Fusion 59, 106004 (2019). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab2ef8
  29. Skovorodin D. I., Phys. Plasmas 26, 012503 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5043072
  30. Postupaev V. V., Burdakov A. V., and Ivanov A. A., Fusion Sci. Technol. 68, 92 (2015). https://doi.org/10.13182/FST14-846
  31. Иванов И. А., Баткин В. И., Бурдаков А. В., и др., Физика плазмы 47, 856 (2021). https://doi.org/10.31857/S0367292121090031
  32. Postupaev V. V., Batkin V. I., Burdakov A. V., et al., Nucl. Fusion 62, 086003 (2022). https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac69fa
  33. Иванов И. А., Полозова П. А., Баткин В. И., и др., Физика плазмы 49, 1059 (2023). https://doi.org/10.31857/S0367292123601030
  34. Postupaev V. V., Batkin V. I., Burdakov A. V., Burmasov V. S., Ivanov I. A., Kuklin K. N., Mekler K. I., Rovenskikh A. F., and Sidorov E. N., Plasma Phys. Control. Fusion 62, 025008 (2020). https://doi.org/10.1088/1361-6587/ab53c2
  35. Sidorov E. N., Batkin V. I., Burdakov A. V., Ivanov I. A., Kuklin K. N., Mekler K. I., Nikishin A. V., Postupaev V. V., Rovenskikh A. F., J. Instrum. 16, T11006 (2021). https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/11/T11006
  36. Laframboise J. G., Theory of Spherical and Cylindrical Langmuir Probes in a Collisionless, Maxwellian Plasma at Rest. Ph. D. Thesis (Toronto Univ. Downsview (Ontario) Inst. for Aerospace Studies. University of Toronto, Toronto, Canada, 1966).
  37. Деревянкин Г. Е., Дудников В. Г., Журавлев П. А., ПТЭ 18 (No. 5), 168 (1975).
  38. Chen F. F., Langmuir probe diagnostics, in Proc. Mini-Course on Plasma Diagnostics, IEEE ICOPS meeting (June 5, 2003, Jeju, Korea), p. 20—111.
  39. Beklemishev A. D., Bagryansky P. A., Chaschin M. S., Soldatkina E. I., Fusion Sci. Technol. 57, 351 (2010). https://doi.org/10.13182/FST10-A9497

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024