Электрический потенциал в плазме тороидальных установок

• Автор: Мельников, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 283 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава I. Разработка диагностики пучком тяжелых ионов (Н1ВР)

§1 Метод зондирования пучком тяжелых ионов

1.1. Введение.

1.2. Физические принципы измерений

1.2.1. Оптимизация схемы измерений с помощью Н1ВР

1.2.2. Определение пространственного распределения потенциала

1.2.3. Определение пространственного распределения плотности

1.2.4. Определение поля тока плазмы

1.3. Использование Н1ВР для исследования флуктуаций

1.3.1. Измерения флуктуаций электрического потенциала
1.3.2. Измерения флуктуаций плотности
1.3.3. Измерения флуктуаций полоидального магнитного поля
или магнитного потенциала
1.4. Оборудование и техника измерений
1.4.1. Инжектор зондирующего пучка
1.4.2. Анализирующие устройства
1.4.3. Анализаторы с параллельными пластинами для Т-10 и ТПП 50 §2 Описание диагностического комплекса Н1ВР на Т-10
2.1. Энергетический диапазон и ток пучка
2.2. Получение профилей и верификация траекторий
2.3. Тороидальное смещение траекторий
§3 Описание диагностического комплекса Н1ВР на ТПП
3.1. Энергетический диапазон и ток пучка
3.2. Получение профилей и верификация траекторий
3.3. Двойная детекторная линия и измерение турбулентного потока частиц и вращения плазмы
Выводы главы I

Глава II. Свойства радиальных профилей потенциала в Ь-моде
§1 Режимы с омическим нагревом на ТМ-4
1.1. Условия проведения экспериментов на токамаке ТМ-
и основные диагностики
1.2. Экспериментальные результаты
1.3. Заключительные замечания. Потенциал и удержание
§2 Режимы с омическим и ЭЦР нагревом на Т-10
2.1. Условия проведения экспериментов на токамаке Т-
и основные диагностики
2.2. Режим с низкой плотностью и низким магнитным полем.
Омический нагрев плазмы.
2.3. Режимы со средней плотностью и средним магнитным полем. Омический и СВЧ-нагрев плазмы
2.4. Режим с высокой плотностью и большим магнитным полем.
Омический и СВЧ нагрев плазмы
2.5. Вычисление скорости дрейфового вращения плазмы в скрещенных полях УЕхВ. Сравнение скоростей вращения УЕхВ и У7и1<Б.
2.6. Заключительные замечания. Потенциал и удержание
§3 Режимы с ЭЦР и инжекционным нагревом на ТПП
3.1. Условия проведения экспериментов на стеллараторе Т1-Н
и основные диагностики
3.2. Режимы с низкой плотностью и центральным ЭЦР нагревом
3.3. Динамика потенциала в режимах с модуляцией СВЧ-мощности
3.4. СВЧ-режимы с различными магнитными конфигурациями
3.5. Режимы с ЭЦР и инжекционным нагревом
3.6. Эволюция профиля потенциала в режимах с центральным и нецентральным ЭЦР нагревом
3.7. Режимы с литиезацией стенок камеры
3.8. Заключительные замечания. Потенциал и удержание
Выводы главы II

Глава III. Характеристики квазикогерентных осцилляций потенциала
§1 Обнаружение и исследование свойств ГАМ на Т-10
1.1. Введение
1.2. Условия экспериментов Т-10
1.2.1. Корреляционный рефлектометр
1.2.2. Зонды
1.2.3. Пучок тяжелых ионов
1.2.4. Измерения в фиксированной точке
1.2.5. Радиальный скан
1.3. Наблюдение GAM-подобных колебаний
1.4. Особенности GAM-подобных колебаний
1.4.1. Основной частотный пик GAM и сателлиты
1.4.2. Эволюция GAM при ЭЦР-нагреве
1.4.3. Модуляция GAM пилообразными колебаниями
1.4.4. Соотношение Больцмана
1.4.5. Магнитная компонента GAM
1.4.6. Структура моды
1.4.7. Радиальная корреляционная длина
1.4.8. GAM в районе МГД острова ш=2
1.4.9. Радиальная неоднородность и локализация GAM
1.4.10. Предел по плотности для GAM.
1.4.11. Перемежающийся характер амплитуды и частоты GAM
1.4.12. Корреляционные свойства GAM. Колебания плотности и потенциала по HIBP
1.4.13. Корреляционные свойства GAM. Колебания плотности по
CR и потенциала по HIBP
1.5. Зависимость частоты GAM от электронной температуры
1.6. Обсуждение экспериментальных результатов.
Сравнение с другими установками.

определяет задачу о нахождении неизвестной функции, В(р), 0 < р < а, по известным характеристикам траектории зондирующей частицы. Уравнение (19) - это интегральное уравнение типа Вольтерра первого рода, которое является примером некорректной задачи математической физики. Его решение, В(р), неустойчиво относительно траектории интегрирования и ядер интегральных операторов. Поэтому для решения (19) надо использовать методы регуляризации [42]. Эти методы подробно разработаны и реализованы в компьютерных кодах [43]. Этот путь ведет к достижению цели нахождения неизвестной функции — распределения полоидального поля, и его использования для нахождения профиля плотности тока.
(2) Уравнение для магнитного потенциала плазмы
Теперь рассмотрим другую возможную постановку задачи по определению характеристик поля тока плазмы. Как известно, вихревая структура поля тока Вр описывается уравнением:
<Иу Вр = 0. (20)
Это позволяет ввести вектор-потенциал магнитного поля А;
пЛА=В/, (21)
Магнитный потенциал А или полоидальный магнитный поток Т = 2 к/1 В (В -расстояние от главной оси тора), используется как в экспериментальных, так и в теоретических исследованиях плазмы. Поэтому во многих случаях удобно формулировать обратную задачу в терминах магнитного потенциала. По найденному потенциалу с помощью (21) и (9) можно найти Вр и у.
Получим интегральное уравнение для магнитного потенциала тороидальной плазмы. Для описания движения зондирующих частиц мы используем лагранжиан в цилиндрических координатах (г, ф, г), где ось г направлена вдоль главной оси тора:
Ь - ^({тф)2+тг+ ??)-—{ф-гАг-гфАф-ЪА,.). (22)