МГД устойчивость и магнитные флуктуации горячей плазмы в концевой системе АМБАЛ-М

• Автор: Ахметов, Тимур Дарвинович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 89 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 Схема эксперимента и параметры плазмы
2 МГД устойчивость системы из пробкотрона и полукаспа
относительно моды т
3 МГД устойчивость при отключенном стабилизаторе — полукаспе
3.1 Экспериментальное наблюдение МГД устойчивости в концевой системе
3.2 Модель стабилизации плазмы в пробкотроне. Уравнение желобковых колебаний плазмы в пробкотроне и численное решение
4 Магнитные флуктуации в стартовой плазме АМБАЛ—М
4.1 Методика измерений магнитными зондами
4.2 Частотные спектры и радиальные профили магнитных флуктуаций
4.3 Механизм возникновения флуктуаций магнитного поля в стартовой плазме и оценка их величины
5 Поперечный перенос плазмы, вызванный магнитными флуктуациями
5.1 Роль электростатических и магнитных флуктуаций в поперечном
переносе плазмы

5.2 Измерение радиальных профилей плотности плазмы и флуктуаций радиального магнитного поля в транспортирующей области; определение их спектров и взаимных корреляций
5.3 Определение радиального профиля поперечного потока частиц и коэффициента диффузии на магнитных флуктуациях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Амбиполярная ловушка является одной из возможных систем с магнитным удержанием плазмы, на основе которой можно реализовать реактор для проведения управляемого термоядерного синтеза. При этом, будучи открытой системой, пробкотрон обладает рядом преимуществ по сравнению с замкнутыми системами, в которых силовые линии магнитного поля не пересекают границ плазмы: в нем эффективно используется удерживающее плазму магнитное поле (достижимы значения /3 ~ 1 — отношение давления плазмы к давлению магнитного поля рм — В2/8л), он может работать в стационарном режиме (нет проблемы накопления продуктов реакции), он мало чувствителен к накоплению примесей, он проще замкнутых систем в топологическом отношении [1-3]. Центральные ячейки существующих амбиполярных ловушек представляют собой соленоиды с осесимметричным полем, с длиной, гораздо большей длины концевых ячеек или пробок, которые имеют квадрупольные магнитные катушки, обеспечивающие макроскопическую устойчивость. Эти концевые ячейки имеют структуру с минимумом магнитного поля, которая обладает благоприятной кривизной силовых линий и компенсирует дестабилизирующий вклад от остальных участков ловушки.
В результате многолетних экспериментальных исследований были достигнуты значительные успехи на крупных амбиполярных ловушках, таких как TMX-U (Livermore, USA) [4,5], GAMMA-10 (University of Tsukuba, Japan.) [6,7], изучены различные спосо-

0.0 ь 1 и

Г, см
Рис. 2.5: Радиальные профили ионного тока насыщения и поперечного давления плазмы в полукаспе в сечении 2 = 168 см, нормированные на свои максимальные значения: р± — р±/тах(р±), /нас. — Ліас. /тая (/„ас.)-
катушка магнитного зонда, имеет диаметр и продольный размер около 1 см, и, следовательно, вносит искажения таких же масштабов в движение плазмы вокруг него. Более того, магнитное поле, измеряемое зондом, создается всей окружающей плазмой, которая искажает вакуумное магнитное поле во всем полукаспе. Поэтому магнитное поле в окрестности зонда определяется не только локальным значением давления плазмы в той же точне, но и интегральным распределением плазмы в полукаспе. Напротив, ленгмюровский зонд имеет существенно меньшие размеры, практически не возмущает плазму, так как ток на двойной зонд не превышает ионный ток насыщения, и измеряет локальные параметры плазмы. Различие профилей на периферии может возникать из-за того, что на измерения магнитным зондом начинает влиять непараксиальность геометрии, которая проявляется на больших расстояниях от оси, и применимость параксиального уравнения поперечного равновесия, использованного для оценки рх; нарушается.