Поперечное удержание плазмы при дифференциальном вращении в газодинамической ловушке

• Автор: Солдаткина, Елена Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1 МГД устойчивость плазмы в ГДЛ: обзор предшествующих результатов

1.1 МГД стабилизация течением плазмы

1.2 Плещущиеся ионы

1.3 Эффекты КЛР

1.4 Расширитель и антипробкотрон

1.5 Влияние радиального электрического поля на МГД устойчивость плазмы в ГДЛ

2 Влияние контакта плазмы с радиальными и торцевыми лимитерами на МГД устойчивость

2.1 Обзор работ по влиянию неидеальной вмороженности плазмы на ее МГД устойчивость

2.2 Радиальный лимитер
Измерение сопротивления дебаевского слоя вблизи радиального лимитера
2.3 Плазмоприемник
2.4 Экспериментальные и теоретические критерии частичной вмороженности

З Влияние дифференциального вращения на МГД устойчи-
вость
3.1 Обзор работ и первые результаты
Описание эксперимента
Большие скачки потенциала
3.2 Измерение поперечных потерь в режимах с дифференциальным вращением
3.3 Стабилизация дифференциальным вращением в стационарном режиме удержания
3.4 Теоретическая модель вихревого удержания
4 Стабилизация при помощи расширителя и антипробкотро-

4.1 Расширитель
4.2 Антипробкотрон
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература

ВВЕДЕНИЕ
На установке ГДЛ (газодинамическая ловушка) в течение ряда лет, начиная с 1986 года, ведется экспериментальное исследование предложенной в [1], [2] концепции удержания плазмы в открытой ловушке с большим пробочным отношением и длиной, превышающей среднюю длину рассеяния ионов в конус потерь.
Название системы связано с тем, что продольное течение плазмы в таких условиях описывается по существу уравнениями газовой динамики. Стационарное состояние плазмы в ловушке поддерживается за счет ин-жекции атомарных пучков газа на участке однородного магнитного поля, которые уравновешиваются потерями плазмы через пробки. Если длина свободного пробега ионов мала по сравнению с длиной центрального соленоида, то вытекание плазмы из установки происходит аналогично вытеканию газа в вакуум из сосуда с маленьким отверстием. А именно, поток плазмы через сечение оценивается как ЗгппУтг, где 5ТО - площадь сечения плазмы в пробке; п - плотность плазмы в объеме; Vт{ - тепловая скорость ионов. Деля полное число ионов БЬп (где <5о - площадь сечения плазмы в центральном сечении) на поток, получаем оценку времени жизни ионов в установке

т ~ ад ~ НУт,<0'1)
где Я - пробочное отношение. Видно, что в отличие от классического проб-

Для контроля параметров плазмы вблизи титанового зонда в одном сечении с ним был установлен тройной лепгмгоровский зонд, данные которого использовались для нижеследующих оценок.
Для извлечения информации о периодической структуре тока и его амплитуде из такой осциллограммы (рис. 2.5) производилось Фурье-преоб-разование сигнала, усредненного по серии выстрелов (рис. 2.7, амплитуда напряжения на рисунке уменьшена в 250 раз). В результате была получена амплитуда тока и посчитано сопротивление дебаевского слоя плазмы как
Я = и/1.
Рис. 2.7: Извлечение амплитуды сигнала тока при помощи Фурье-фильтра (амплитуда напряжения на рисунке уменьшена в 250 раз)