Альфвенiвський нагрiв плазми в стелараторi Ураган-2М

Автор(и)

  • V. E. Moiseenko Institute of Plasma Physics, National Scientific Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”
  • A. V. Lozin Institute of Plasma Physics, National Scientific Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”
  • M. M. Kozulia Institute of Plasma Physics, National Scientific Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”
  • Yu. K. Mironov Institute of Plasma Physics, National Scientific Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”
  • V. S. Romanov Institute of Plasma Physics, National Scientific Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”
  • V. G. Konovalov Institute of Plasma Physics, National Scientific Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”
  • A. N. Shapoval Institute of Plasma Physics, National Scientific Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe62.04.0311

Ключові слова:

radio frequency heating, stellarator, fusion-fission hybrid

Анотація

Нова антена колiнвального типу успiшно застосовується в експериментах на Ураганi-2М. Вона створює та нагрiває плазму на частотах, нижчих за iонно-циклотронну частоту. Антена створює “гарячий” розряд лише на декiлька мiлiсекунд, який згасає разом з сильним потоком домiшок у плазму. Дослiджено радiальнi профiлi оптичного випромiнювання OV та CV. Обидва профiлi впалi, особливо профiль OV. Це може бути пояснено вигорянням iонiв O4+ i C4+ та їхнiм переходом до станiв iонiзацiї O5+ i C5+ поблизу магнiтної осi. Оптимiзацiя магнiтного поля й альфвенiвський нагрiв дозволили досягти вигоряння легких домiшок до початку деградацiї розряду. Було проведено експерименти щодо пiдтримки концепцiї гiбридного реактора на основi стеларатора. Стелараторно-пробкотронний гiбрид моделюється вимкненням однiєї котушки тороїдального поля Урагана-2М. Таким чином створюється вбудований пробкотрон зi зниженим магнiтним полем. Плазма успiшно створюється та утримується в такiй комбiнованiй пастцi.

Посилання

J. Vaclavik, K. Appert. Theory of plasma heating by low frequency waves: Magnetic pumping and Alfv’en resonance heating. Nucl. Fusion 31, 1945 (1991).

https://doi.org/10.1088/0029-5515/31/10/013

O.P. Fesenyuk, Ya.I. Kolesnichenko, V.V. Lutsenko, R.B. White, Yu.V. Yakovenko. Alfv’en continuum and Alfv’en eigenmodes in the National Compact Stellarator Experiment. Phys. Plasmas 11, 5444 (2004).

https://doi.org/10.1063/1.1806136

A.G. Elfimov, S.N. Lozovskij, V.V.Dorokhov. Alfv’en heating of a plasma with an axial homogeneous current. Nucl. Fusion 24, 609 (1984).

https://doi.org/10.1088/0029-5515/24/5/007

K. Appert, G.A. Collins, F. Hofmann, R. Keller, A. Lietti, J.B. Lister, A. Pochelon, L. Villard. Observations of toroidal coupling for low-n Alfv’en modes in the TCA tokamak. Phys. Rev. Lett. 54, 1671 (1985).

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.54.1671

S.N. Golovato, J.L. Shohet, J.A. Tataronis. Alfv’en-wave heating in the Proto-Cleo stellarator. Phys. Rev. Lett. 37, 1272 (1976).

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.37.1272

R.A. Demirkhanov, A.G. Kirov, G.I. Astapenko et al. Plasma heating and current drive by Alfv’en waves. In: 9th Int. Conf. on Plasma Phys. and Contr. Nucl.Pus. Res., IAEA, Vienna, vol. 2, 91 (1983).

O.M. Shvets, I.A. Dikij, S.S. Kalinichenko et al. Absorption of Alfv’en waves and plasma production in the OMEGA and URAGAN-3 toroidal devices. Nucl. Fusion 26, 23 (1986).

https://doi.org/10.1088/0029-5515/26/1/003

V.E. Moiseenko, A.A. Ivanov, A.V. Anikeev, P.A. Bagryansky. 12th Topical Conf. On RF Power in Plasmas, Savannah, GA, AIP Conference Proceedings, AIP, New York, p. 479 (1997).

G. Besson, A. de Chambrier, G.A. Collins, B. Joye, A. Lietti, J.B. Lister, J.M. Moret, S. Nowak, C. Simm, H. Weisen. A review of Alfv’en wave heating. Plasma Phys. Control. Fusion 28, 1291 (1986).

https://doi.org/10.1088/0741-3335/28/9A/008

L.F. Ruchko, E. Lerche, R.M.O. Galv˜ao, A.G. Elfimov, I.C. Nascimento, W.P. de S’a, E. Sanada, J.I. Elizondo, A.A. Ferreira, S. Saettone, J.H.F. Severo, V. Bellintani, O.C. Usuriaga. The analysis of Alfv’en wave current drive and plasma heating in TCABR tokamak. Braz. J. Phys. 32, 57 (2002).

https://doi.org/10.1590/S0103-97332002000100012

S.N. Golovato, K. Brau, J. Casey, J. Coleman, M.J. Gerver, W. Guss, G. Hallock, S. Horne, J. Irby, R. Kumazawa, J. Kesner, B. Lane, J. Machuzak, T. Moran, R. Myer, R.S. Post, E. Sevillano, D.K. Smith, J.D. Sullivan, R. Torti, L. Wang, Y. Yasaka, X.Z. Yao, J. Zielinski. Plasma production and heating in a tandem mirror central cell by radiofrequency waves in the ion cyclotron frequency range. Phys. Fluids 31, 3744 (1988).

https://doi.org/10.1063/1.866893

M. Kwon, J.G. Bak, K. Choh et al. Recent results of the HANBIT mirror device. Fusion Sci. Technol. 43 (1T), 23 (2003).

M. Ichimura, S. Tanaka, C. Nakagawa et al. High-density plasma production with fast Alfv’en waves in the GAMMA 10 tandem mirror. Fusion Sci. Technol. 39,167 (2001).

K. Nishimura, T. Shoji, and CHS Group. Experiment on RF plasma production in CHS. Stellarator Physics. Proc. 7th Int. Workshop Oak Ridge, TN, 1989, IAEATECDOC-558, IAEA, Vienna, 265 (1990).

A.G. Dikij, S.S. Kalinichenko, A.A. Kalmykov, I.I. Konovalov, S.S. Ovchinnikov, O.S. Pavlichenko, V.K. Pashnev, A.S. Slavnyi, V.A. Suprunenko, V.F. senko, V.T. Tolok, O.M. Shvets. RF plasma heating in the Uragan stellarator. I. Wave launching and plasma heating. Plasma Phys. 18, 577 (1976).

https://doi.org/10.1088/0032-1028/18/8/001

V.E. Moiseenko, V.L. Berezhnyj, V.N. Bondarenko, P.Ya. Burchenko, F. Castejen, V.V. Chechkin, V.Ya. Chernyshenko, M.B. Dreval, I.E. Garkusha, G.P.Glazunov, L.I. Grigor'eva, D. Hartmann, C. Hidalgo, R. Koch, V.G. Konovalov, V.D. Kotsubanov, Ye.D. Kramskoi, A.E. Kulaga, A.V. Lozin, A.I. Lyssoivan, V.K.Mironov, I.N. Mysiura, R.O. Pavlichenko, V.K. Pashnev, V.S. Romanov, A.N. Shapoval, A.I. Skibenko, A.S. Slavnyi, E.L. Sorokovoy, Yu.S. Stadnik, V.S. Taran, V.I. Tereshin, V.S. Voitsenya. RF plasma production and heating below ion-cyclotron frequencies in Uragan torsatrons. Nucl. Fusion 51, 083036 (2011).

https://doi.org/10.1088/0029-5515/51/8/083036

O.S. Pavlichenko for the U-2M group. First results from the 'URAGAN-2M' torsatron. Plasma Phys. Control. Fusion 35, B223 (1993).

https://doi.org/10.1088/0741-3335/35/SB/018

V.V. Dolgopolov, K.N. Stepanov. Cerenkov absorption of Alfv’en waves and of fast magneto-acoustic waves in an inhomogeneous plasma. Nucl. Fusion. 5, 276 (1965).

https://doi.org/10.1088/0029-5515/5/4/003

J. Tataronis, W. Grossman. Decay of MHD waves by phase mixing. Z. Phys. 261, 203 (1973).

https://doi.org/10.1007/BF01391913

V.E. Moiseenko, Ye.D. Volkov, V.I. Tereshin, Yu.S. Stadnik. Alfv’en resonance heating in Uragan-2M torsatron. Plasma Phys. Reports 35, 828 (2009).

https://doi.org/10.1134/S1063780X09100043

V.I. Tereshin et al. First results of the renewed Uragan-2M torsatron. 35th EPS Conference on Plasma Phys. Hersonissos, 9–13 June 2008, ECA, 32, 1.061 (2008).

G.G. Lesnyakov, D.P. Pogozhev, Yu.K. Kuznetsov et al. Studies of magnetic surfaces in the Uragan-2M torsatron. Contributed Papers of 23rd EPS Conf. on Contr. Fusion and Plasma Phys., Kiev, 20 C, Part II (b025), 547 (1996).

V.V. Plyusnin, V.E. Moiseenko, A.I. Lysoivan, S.V. Kasilov, A.I. Zhukov, N.I. Nazarov, E.D. Volkov, K.N. Stepanov, O.S. Pavlichenko. ICRF plasma production and heating in the URAGAN-3M torsatron. International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria), 95 (1997).

V.E. Moiseenko, V.G. Kotenko, S.V. Chernitskiy et al. Research on stellarator–mirror fission–fusion hybrid. Plasma Phys. Control. Fusion 56, 094008 (2014).

https://doi.org/10.1088/0741-3335/56/9/094008

V.E. Moiseenko, O. ˚Agren. Stellarator-mirror hybrid with neutral beam injection. Fusion Science and Technology 63 (1T), 119 (2013).

https://doi.org/10.13182/FST13-A16885

V.G. Kotenko, V.E. Moiseenko, O. ˚Agren. Magnetic field of a combined plasma trap. AIP Conf. Proc. 1442, 167 (2012).

https://doi.org/10.1063/1.4706866

G.G. Lesnyakov, A.N. Shapoval, S.P. Gubarev, M.S. Zolototrubova, G.P. Opaleva, M.N. Makhov, V.G. Kotenko, V.E. Moiseenko, V.S. Voitsenya. Magnetic surfaces of stellarator-mirror hybrid in the Uragan-2М torsatron. Problems of Atomic Science and Technology 83 (1), 57 (2013).

UJP 2017 V62 #4

Завантаження

Опубліковано

2018-12-15

Номер

Том 62 № 4 (2017)

Розділ

Плазма і гази

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.

Як цитувати

Альфвенiвський нагрiв плазми в стелараторi Ураган-2М. (2018). Український фізичний журнал, 62(4), 311. https://doi.org/10.15407/ujpe62.04.0311