ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ТЕРМОЯДЕРНОЙ ПЛАЗМЫ С МАГНИТНЫМ УДЕРЖАНИЕМ
(Стр. 13-23)

Подробнее об авторах
Мельников Александр Владимирович заместитель руководителя отделения токамаков Курчатовского комплекса термоядерной энергетики и плазменных технологий НИЦ «Курчатовский институт»; профессор кафедры физики плазмы
НИЦ «Курчатовский институт»; Национальный ядерный университет МИФИ
Чтобы читать текст статьи, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему
Аннотация:
В работе представлены результаты экспериментального исследования электрического потенциала плазмы тороидальных установок для магнитного удержания. Исследование основано на использовании данных уникальной диагностики для исследования потенциала в горячей зоне плазмы - зондирования пучком тяжелых ионов, а также других диагностик. Описаны диагностические комплексы для зондирования плазмы токамака Т-10, стелларатора TJ-II и полученные с их помощью результаты измерений стационарных профилей потенциала и его осциллирующей компоненты в виде квазимонохроматических и широкополосных колебаний. Также приведены результаты исследования турбулентного потока частиц, колебаний плотности и полоидального магнитного поля плазмы. Рассмотрены свойства геодезических акустических мод плазменных колебаний, а также собственных альфвеновских мод, возбуждаемых быстрыми частицами при инжекционном нагреве плазмы. Исследован широкий спектр режимов токамака и стелларатора с различными магнитными конфигурациями и методами нагрева плазмы. Выявлены общие закономерности в поведении электрического потенциала и турбулентности в замагниченной плазме.
Образец цитирования:
Мельников А.В., (2017), ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ТЕРМОЯДЕРНОЙ ПЛАЗМЫ С МАГНИТНЫМ УДЕРЖАНИЕМ. Computational nanotechnology, 2: 13-23.
Список литературы:
Itoh K., Itoh, S.-I.; Sanuki, H. et al. Roles of Electric Field on Toroidal Magnetic Confinement // IEEE Trans. Plasma Sci. 1994. V. 22. No 4, P. 376-387.
Melnikov, A.V. Applied and fundamental aspects of fusion science// Nature physics. 2016. V. 12. P. 386-390.
Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1988.
Burrell K.H. Carlstrom T.N., Doyle E.J. et al. Physics of the L-mode to H-mode transition in tokamaks // Plasma Phys. Control. Fusion. 1992. V. 34. P. 1859.
Галеев А.А., Сагдеев Р.З. Неоклассическая теория диффузии // Сб. «Вопросы теории плазмы» / под ред. М.А. Леонтовича, т. 7, с. 205. М.: Атомиздат, 1973.
Hinton F.L., Hazeltine R.D. Theory of plasma transport in toroidal confinement systems // Rev. Mod. Phys. V. 48 (1976) P. 239.
Кадомцев Б.Б. и Погуце О.П. Турбулентные процессы в тороидальных системах // Сб. «Вопросы теории плазмы», / под ред. М.А. Леонтовича, т. 5. С. 342, М.: Атомиздат, 1967.
Юшманов П.Н. Диффузионные транспортные процессы в плазме, обусловленные гофрировкой // Сб. «Вопросы теории плазмы», / под ред. Б.Б. Кадомцева, т. 16. С. 102. М.: Энергоатомиздат, 1987.
Tani K., Honda M., Oikawa T. Effects of the radial electric field on the confinement of fast ions in ITER // Nucl. Fusion. 2015. V. 55. P. 053010.
Wagner F. A quarter-century of H-mode studies // Plasma Phys. Control. Fusion. 2007. V. 49. P. B1.
Tendler M. Major achievements and challenges of fusion research // Phys. Scr. 2015. V. 90. P. 098002.
Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Krupnik L.I., and Nedzelskij I.S. Development of Heavy Ion Beam Probe Diagnostics // IEEE Trans. Plasma Sci. 1994. V. 22. No. 4. P. 310-331.
Jobes F.C. and Hickok R.L. A direct measurement of plasma space potential // Nucl. Fusion. 1970. V. 10. P. 195-197.
Бугаря В.И., Горшков А.В., Грашин С.А. и др. Электрический потенциал и скорость тороидального и полоидального вращения в токамаке // ЖЭТФ Письма. 1983. Т. 38. №7. С. 337-341.
Bugarya V.I., Gorshkov A.V., Grashin S.A. et al. Measurements of plasma column rotation and potential in the TM-4 Tokamak // Nucl. Fusion. 1985. V. 25. № 12. P. 1707-1717.
Donné A.J.H., Melnikov A.V., Van Oost G. Diagnostics for radial electric field measurements in hot magnetized plasmas // Czech. J. Phys. 2002. V. 55. P. 1077.
Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Krupnik L.I., and Nedzelskij I.S. Development of heavy ion beam probe diagnostics // IEEE Trans. Plasma Sci. 1994. V. 22. P. 310.
Бондаренко И.С., Губарев С.П., Крупник Л.И. и др. Диагностика плазмы пучком тяжелых ионов на токамаке T-10 // Физика плазмы. 1992. Т. 18. С. 110.
Askinazi L.G., Kornev V.A., Lebedev S.V. et al. Heavy ion beam probe development for the plasma potential measurement on the TUMAN-3M tokamak // Rev. Sci. Instrum. 2004. V. 75. P. 3517.
Lei J., Shah U., Demers D.R., Connor K.A. and Schoch P.M. Calibration and initial operation of the HIBP on the MST // Rev. Sci. Instrum. 2001. V. 72. P. 564.
Yoshikawa M., Sakamoto M., Miyata Y. et al. Potential Fluctuation Study from the Core Plasma to End Region in GAMMA 10 // Nucl. Fusion. 2013. V. 53. P. 073031.
Dreval N., Krupnik L., Hidalgo C. et al. Features of HIBP diagnostics application to stellarator-like devices. // Problems Atomic Sci. Technol. 2005. No 2. Series: Plasma Physics (11). P. 223-225.
Perfilov S., Melnikov A., Krupnik L., Hartfuss H.J. Applicability of Heavy Ion Beam Probing for Stellarator W7-X // AIP Conf. Proc. 2006. V. 812. P. 199.
Bienosek F.M. and Connor K.A. Space potential profiles in ELMO Bumpy Torus (EBT) experiment // Phys. Fluids. 1983. V. 26. P. 2256.
Днестровский Ю.Н., Крупник Л.И., Мельников А.В., Недзельский И.С. Определение плотности плазмы методом зондирования пучками тяжелых ионов // Физика плазмы. 1986. Т. 12. №. 2. С. 223.
Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П., Мельников А.В. Математические задачи активной корпускулярной диагностики плазмы // Вестник Моск. ун-та. 1986. Сер. 15, «Вычисл. матем. и киберн.» № 3. C. 20-28.
Schwelberger J.G., Aceto S.C., Connor K.A. et al. Electron density profile measurement with a heavy ion beam probe // Rev. Sci. Instr. 1990. V. 61. P. 2959.
Levinton F.M. The motional Stark effect: Overview and future development // Rev. Sci. Instrum. 1999. V. 70. P. 810.
Днестровский Ю.Н., Мельников А.В. Определение профиля тока в плазме методом зондирования пучком тяжелых ионов // Физика плазмы. 1986. Т. 12. № 6. С. 687.
Мельников А.В. Электрический потенциал в плазме тороидальных установок. Монография. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. - 260 с. ISBN 978-5-7262-2165-6.
Melnikov A.V., Eliseev L.G, Jiménez-Gómez R. et al. Study of Alfvén Eigenmodes in the TJ-II stellarator // Plasma and Fusion Research. 2010. V. 5. P. S2019.
Simcic V.J. Crowley T.P., Schoch P.M. et al. Internal Magnetic and Electrostatic Fluctuation Measurements of MHD Modes in theTEXT Tokamak // Phys. Fluids B. 1993. V. 5. P. 1576.
Melnikov A.V., Hidalgo C., Eliseev L.G. et al. Plasma potential and turbulence dynamics in toroidal devices (survey of T-10 and TJ-II experiments) // Nucl. Fusion. 2011. V. 51. P. 083043.
Melnikov A.V., Andreev V.F., Grashin S.A. et al. Electric potential dynamics in OH and ECRH plasmas in the T-10 tokamak // Nucl. Fusion. 2013. V. 53. P. 093019.
Melnikov A.V., Eliseev L.G., Grashin S.A. et al. Study of the plasma potential evolution during ECRH in the T-10 tokamak and TJ-II stellarator. // Czech. J. Phys. 2005. V. 55. No 12. P. 1569-1578.
Мельников А.В., Дябилин К.С., Елисеев Л.Г., Лысенко С.Е., Днестровский Ю.Н. Измерения и моделирование электрического потенциала в стеллараторе TJ-II // ВАНТ. Сер. «Термоядерный синтез». 2011. №. 3. С. 54-73.
Melnikov A.V., Alonso A., Ascasíbar E. et al. Plasma Potential Evolution Study by HIBP Diagnostic during NBI Experiments in the TJ-II Stellarator // Fusion Sci. and Techn. 2007. V. 51. No 1. P. 31-37.
Melnikov A, Hidalgo C., Ido T. et al. Plasma Potential in Toroidal Devices: T-10, TJ-II, CHS and LHD // Plasma and Fusion Research. 2012. V. 7. P. 2402114.
Eliseev L.G., Melnikov A.V., Perfilov S.V. et al. Two Point Correlation Technique for the Measurements of Poloidal Plasma Rotation by Heavy Ion Beam Probe // Plasma Fusion Research. 2012. V. 7. P. 2402064.
Melnikov A.V., Vershkov V.A., Eliseev L.G. et al. Investigation of geodesic acoustic mode oscillations in the T-10 tokamak // Plasma Phys. Control. Fusion. 2006. V. 48. P. S87-S110.
Melnikov A.V., Eliseev L.G., Perfilov S.V. et al. The features of the global GAM in OH and ECRH plasmas in the T-10 tokamak // Nucl. Fusion. 2015. V. 55. P. 063001.
Melnikov A.V., Eliseev L.G, Gudozhnik A.V. et al. Investigation of the plasma potential oscillations in the range of geodesic acoustic mode frequencies by heavy ion beam probing in tokamaks // Czech. J. Phys. 2005. V. 55. P. 349-360.
Meльников A.В., Eлисеев Л.Г., Лысенко С.E. и др. Дальние корреляции геодезических акустических мод в установке Т-10 // ВАНТ. Сер. «Термоядерный синтез». 2015. Т. 38. № 1. С. 49-56.
Jiménez-Gómez R., Könies A., Ascasíbar E. et al. Alfvén eigenmodes measured in the TJ-II stellarator // Nucl. Fusion. 2011. V. 51. P. 033001.
Melnikov A.V., Ochando M., Ascasibar E. et al. Effect of magnetic configuration on frequency of NBI-driven Alfvén modes in TJ-II // Nuclear Fusion. 2014. V. 54. P. 123002.
Melnikov A.V., Eliseev L.G., Ochando M.A., Nagaoka K. et al. A Quasi-Coherent Electrostatic Mode in ECRH Plasmas on TJ-II. Plasma and Fusion Research 2011. V. 6. P. 2402030.
Van Milligen B., Estrada T., Jiménez-Gómez R. et al, // A global resonance phenomenon at the TJ-II stellarator// Nucl. Fusion. 2011. V. 51. P. 013005.
Estrada T., Hidalgo C., Happel T. Signatures of turbulence spreading during the H-L back-transition in TJ-II plasmas // Nucl. Fusion. - 2011. - V. 51. - P. 032001.
Melnikov A.V., Eliseev L.G., Jiménez-Gómez R., et al, Internal measurements of Alfvén eigenmodes with heavy ion beam probing in toroidal plasmas // Nucl. Fusion. - 2010. - V. 50. - P. 084023.
Ключевые слова:
плазма, магнитное удержание, диагностика плазмы пучком тяжелых ионов, электрический потенциал, геодезические акустические моды, собственные альфвеновские моды.