Аксиально-симметричная амбиполярная ловушка АМБАЛ - М

1. Аксиально-симметричная амбиполярная ловушка АМБАЛ-М Т.Д.Ахметов, В.С.Белкин, Е.Д.Бендер, И.О.Беспамятнов, В.И.Давыденко, Г.И.Димов, А.С.Донин, А.Н.Драничников, Е.А.Гилев,С.Б.Земцов, В.Г.Игошин, А.А.Кабанцев, В.М.Карлинер, Ю.В.Коваленко, А.С.Кривенко, С.В.Максимова, И.И.Морозов, И.К.Парахин, М.Б.Персов, П.А.Поташев, В.В.Разоренов, В.Б.Рева, В.Я.Савкин, Е.А.Сборщиков, В.Г.Соколов, Е.И.Солдаткина, С.Ю.Таскаев, А.Д.Хильченко, Ю.С.Храмов, Г.И.Шульженко

2. Содержание • Эксперименты на концевой системе • Эксперименты на центральном соленоиде • Прогресс на GAMMA-10

3. Проект аксиально-симметричной амбиполярной ловушки АМБАЛ-М

4. В экспериментальном зале

5. Концевая система АМБАЛ-М 1 – катушки пробкотрона, 2 – соленоид источника плазмы, 3 – источник плазмы, 4 – плазмоприемник, 5 – катушки полукаспа, 6 и 7 – входная и выходная пробки.

6. Термоизолированная плазма в пробкотроне Продольные профили потенциала плазмы Параметры плазмы в пробкотроне a ~ 8 см n ~ 0.8·1013 см-3 Ei~ 200 эВ Te~50 эВ 1-на периферии, 2- вдоль силовой линии из канала источника, 3- вдоль силовой линии из половинного радиуса канала, 4- на оси

7. Протекание тока вдоль концевой системы Ie~ 1 кА

8. МГД-устойчивость плазмы в концевой системе Измеренный профиль давления плазмы в полукаспе Зона неадиабатичности Плазма полукаспа обеспечивает 3-х кратный запас МГД устойчивости • МГД-устойчивость плазмы сохраняется при отключении полукаспа • Возможные причины: • Благоприятный профиль давления в пробкотроне • Вмороженность в источник плазмы

9. Электростатический и магнитный перенос Электростатический - Магнитный - Спектры колебаний плотности и магнитного поля Спектр магнитного потока .

10. Эксперименты на центральном соленоиде

11. Центральный соленоид АМБАЛ-М

12. Горячая плазма в центральном соленоиде АМБАЛ-М • Механизмы получения горячей плазмы в соленоиде • Стохастический нагрев ионов электростатическими флуктуациями • Нагрев электронов продольным током • Термоизоляция во входной пробке Параметры плазмы в соленоиде L  6m, D  0.4 m,n  2·1013cm-3, Ti  200 eV, Te  45 eV,  ~0.05

13. Эксперимент с отсечкой тока в источнике Осциллограмма тока источника плазмы Радиальные профили плотности плазмы Осциллограмма плотности плазмы

14. Поперечный перенос в спокойной стадии

15. Увеличение плотности плазмы в центральном соленоиде при напуске водорода Плотность плазмы на оси Диамагнтизм n, 1013 cm-3 U, V p, atm. p, atm. 6 atm. = 75 lTorr/s Плотность плазмы Профили Te n, 1013cm-3 Te, eV without gas with gas without gas with gas r, cm r, cm

16. Повышение относительного давления плазмы в центральном соленоиде = 8n(Ti+Te)/B2 n, 1013 cm-3 without gas, B=2 kGs without gas, B=1 kGs with gas, B=1 kGs эксп≈ 30-40% r, cm

17. МГД-стабилизация плазмы в центральном соленоиде проводящим кожухом • Достижение βcr ~ 0.6 – 0.7 • Заполнение соленоида двумя источниками плазмы • Инжекция сфокусированного нагревного пучка быстрых атомов r, cm z, cm

18. ИЦР нагрев плазмы в центральном соленоиде 2 – 8 МГц, 1 МВтВЧ-генератор • Плотность 3·1013 см-3 и диаметр 40 см плазмы в соленоиде обеспечивают распространение быстрых магнитозвуковых волн и приосевой нагрев плазмы по успешно применяемым в токамаках схемам • Вопросы для исследований • Эффективность нагрева • Получение популяции быстрых ионов • Поперечный перенос при ИЦР нагреве

19. ВЧ-антенна для центрального соленоида Вид сбоку Вид со стороны плазмы Токовая полоса Фарадеевский экран Боковые графитовые лимитеры с наклонными щелями

21. Схема GAMMA-10

22. Внутренний транспортный барьер на GAMMA-10 Создание цилиндрического слоя энергичных электронов в центральной ячейке Развертка рентгеновского излучения сечения плазмы δneh/ne~ 10-5 Eeh ~ 2 кэВ

23. Параметры плазмы на GAMMA-10 Te ≈ 750 эВ Ei≈ 6.5 кэВ nс≈ 0.5-1.0·1013 см-3

24. Заключение Аксиально-симметричная амбиполярная ловушка имеет несомненные реакторные перспективы