Магнитогидродинамические колебания в плазме стелларатора Л-2 с омическим нагревом

• Автор: Корнев, Борис Иванович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 c. : ил

СОДЕШАНИЕ

ГЛАВА I. МП- АКТИВНОСТЬ ПЛАЗМЫ В ТОРОИДАЛЬНЫХ

МАГНИТНЫХ ЛОВУШКАХ

1.1. Теоретические и экспериментальные исследования МГД-устойчивости периферии плазмы в тороидальных магнитных ловушках
1.2. Исследования МГД-устойчивости внутренней области токонесущего шнура в тороидальных ловушках

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ В ПЛАЗМЕ СТЕЛЛАРАТОРА Л

2.1. Особенности конфигурации магнитного поля стелларатора ЛИВЕНЬ

2.2. Рентгеновское излучение горячей плазмы

2.3. Измерение потока рентгеновского излучения как метод диагностики горячей плазмы на стел-лараторе Л-2. Возможности и погрешности метода

2.4. Флуктуации мягкого рентгеновского излучения

2.5. Исследование флуктуаций магнитного поля тока
в плазме стелларатора Л
ГЛАВА 3. М Г Д - АКТИВНОСТЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ ПЛАЗМЫ
СТЕЛЛАРАТОРА Л-2 ПРИ ОМИЧЕСКОМ НАГРЕВЕ
3.1. Условия экспериментов и результаты исследования пилообразных колебаний на стеллараторе Л-2
3.2. Характеристики релаксационных колебаний в плазме стелларатора Л-2. МГД-активность и параметры разряда
3.3. Энергетический баланс электронного компонента плазмы и излучение в стеллараторе Л-2
3.4. Выводы к главе
ГЛАВА 4. М Г Д - АКТИВНОСТЬ ПЕРИФЕРИЙНОЙ ОБЛАСТИ ПЛАЗМЫ
В СТЕЛЛАРАТОРЕ' Л-2 С ОМИЧЕСКИМ НАГРЕВОМ ... П4
4.1. Условия экспериментов и результаты исследования винтовых резонансных возмущений на стеллараторе Л

4.2. Влияние ІЩ-активно с ти периферии плазменного шнура на характеристики и параметры разряда в стеллараторе 1
4.3. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
Ж ТЕРАТУТА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Наиболее перспективными для создания термоядерного реактора считаются тороидальные замкнутые магнитные ловушки типа то-камак и стелларатор. Удержание плазмы в них осуществляется магнитным полем, силовые линии которого искривлены и обегают тор вдоль большого и малого азимутов, образуя систему магнитных поверхностей, характеризуемых величиной угла вращательного преобразования - [I]. Нормированный на 2Я угол вращательного
преобразования определяется одним из выражений:
. Зф 9 1Р В , г .,
(вл)
Обозначения понятны из рис.В.I, на котором схематически изображена замкнутая магнитная конфигурация.
При условии, что ^~п/т С т и п - целые числа), соответствующая магнитная поверхность называется рациональной. Винтовая силовая линия магнитного поля на ней замыкается на себя посла т обходов по азимуту Ф и п - по в
Эксперименты по омическому нагреву плазмы в токамаках показали, что повышение тока в плазме рано1 или поздно приводит к макроскопическим неустойчивостям [2, 3]. Развитие макроскопических неустойчивостей вызывает ухудшение удержания частиц и энергии, загрязнение плазмы, увеличение её плотности, мощности радиационных потерь и, наконец, полный развал разряда - срыв тока. Причина такого поведения плазмы заключена, по-видимому, во взаимодействии резонансных винтовых возмущений, развивающихся вблизи рациональных магнитных поверхностей, которые находятся в периферийной области плазменного шнура.
Винтовые возмущения имеют следующий вид Х~ехр1(и)1+тФ-п9)},
- 50 -
накладывает определенные ограничения на точность в проводимых оценках.
Целью экспериментального исследования является получение локальных значений параметров плазмы. В силу хордового характера рентгеновских измерений это подразумевает решение системы
уравнений вида (2.3.7) для различных направлений луча зрения

детектора относительно локальных значений Н . Нахождение их из системы (2.3.7) представляет собой одну из некорректных математических задач, методы решения которых развиты в последние десятилетия. Применительно к диагностике плазмы метод решения получил название преобразования Абеля, или просто - абелиза-ции [61]. В диссертации, при интерпретации результатов экспериментов, используются профили, к которым не было применено преобразование Абеля. Основанием такому упрощению служат модельные расчёты интенсивностей мягкого рентгеновского излучения, результаты которых приведены на рис.2.II. Расчёты проводились дли чистой водородной плазмы и плазмы с I % примеси кислорода в предположениях 2ЭСр(г) = const и параболических профилях Пе(г) и Те(г) . Здесь же приведены соответствующие профили детектируемой доли мощности мягкого рентгеновского излучения. Видно, что максимальный вклад даёт наиболее горячая область плазмы. Это позволяет в первом приближении отказаться от применения преобразования Абеля и, как это часто делают [52], считать, что сигнал, регистрируемый при некотором луче зрения детектора ф , соответствует точке с наибольшей температурой. Результаты модельного расчёта показывают, что это допущение и применение соотношений (2.3.6) приводит к некоторому уплощению профиля электронной температуры и занижению значения Те(О) на величину ~ 6 % (см.рис.2.12).
Сопоставление полной мощности радиационных потерь энергии