Спонтанные и вынужденные переходные процессы в плазме стелларатора Л-2М в режиме высокой мощности ЭЦР-нагрева

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приводится сравнительный анализ эволюции макро- и микропараметров плазмы при спонтанных и вынужденных переходных процессах в классическом квазистационарном стеллараторе Л-2М. Нагрев плазмы осуществлялся в режиме электронно-циклотронного резонансного нагрева (ЭЦРН) на второй гармонике гирочастоты в условиях высокого удельного энерговклада в диапазоне мощностей 0.8–2 МВт/м3. Спонтанные переходные процессы наблюдаются при постоянной мощности нагрева, а вынужденные инициированы скачкообразно растущей или убывающей мощностью нагрева. Проводится поиск связи эволюции макропараметров плазмы (в первую очередь энергетического времени жизни) с параметрами плазменной турбулентности. Приводятся физические модели явлений, определяющих динамические изменения макропараметров плазмы. Анализ данных высокочастотных диагностик позволяет выявить влияние МГД и кинетических неустойчивостей на переходные процессы в горячей плазме стелларатора, а также роль взаимодействия плазмы со стенками вакуумной камеры.

Об авторах

Д. Г. Васильков

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: lhdlhd81@mail.ru
Россия, Москва; Москва

В. Д. Борзосеков

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: lhdlhd81@mail.ru
Россия, Москва

Н. Н. Скворцова

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; МИРЭА – Российский технологический университет

Email: lhdlhd81@mail.ru
Россия, Москва; Москва

Н. К. Харчев

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: lhdlhd81@mail.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Yamada H., Harris J. H., Dinklage A., Ascasibar E., Sano F., Okamura S., Talmadge J., Stroth U., Kus A., Murakami S., Yokoyama M., Beidler C.D., Tribaldos V., Watanabe K.Y. and Suzuki Y. // Nucl. Fusion. 2005. V. 45. 1684.
  2. Fujisawa A., Iguchi H., Minami T., Yoshimura Y., Sanuki H., Itoh K., Lee S., Tanaka K., Yokoyama M., Kojima M., Itoh S.-I., Okamura S., Akiyama R., Ida K., Isobe M., Morita S., Nishimura S., Osakabe M., Shimizu A., Takahashi C., Toi K., Hamada Y., Matsuoka K. and Fujiwara M. // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. P. 2669–2672.
  3. Yoshimura Y., Kasahara H., Tokitani M., Sakamoto R., Ueda Y., Ito S., Okada K., Kubo S., Shimozuma T., Igami H., Takahashi H., Tsujimura T.I., Makino R., Kobayashi S., Mizuno Y., Akiyama T., Ashikawa N., Masuzaki S., Motojima G., Shoji M., Suzuki C., Tanaka H., Tanaka K., Tokuzawa T., Tsuchiya H., Yamada I., Goto Y., Yamada H., Mutoh T., Komori A., Takeiri Y. and the LHD Experiment Group. // Nucl. Fusion. 2016. V. 56. 046005.
  4. Eguilior S., Castejón F., Luna E. de la, Cappa A., Likin K., Fernández A. and TJ-II Team // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2003. V. 45. P. 105.
  5. Milligen B. Ph. van, Estrada T., Garcıa L., Lopez Bruna D., Carreras B.A., Xu Y., Ochando M., Hidalgo C., Reynolds-Barredo J. M., Lopez Fraguas A. and the TJ-II Team // Nuclear Fusion. 2016. V. 56. 016013.
  6. Батанов Г.М., Бережецкий М.С., Борзосеков В.Д., Васильков Д.Г., Вафин И.Ю., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Ларионова Н.Ф., Летунов А.А., Логвиненко В.П., Малахов Д.В., Мещеряков А.И., Петров А.Е., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К., Харчевский А.А., Хольнов Ю.В., Щепетов С.В. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 666–672.
  7. Коврижных Л.М. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 1070–1078.
  8. Коврижных Л.М. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 17–29.
  9. Пастухов В.П. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 808–823.
  10. Abrakov V.V., Akulina D.K., Andryukhina E.D., Batanov G.M., Berezhetskij M.S., Danilkin I.S., Donskaya N.P., Fedyanin O.I., Gladkov G.A., Grebenshchikov S.E., Harris J.H., Kharchev N.K., Kholnov Yu.V., Kolik L.V., Kovrizhnykh L.M., Larionova N.F., Letunov A.A., Likin K.M., Lyon J.F., Meshcheryakov A.I., Nechaev Yu.I., Petrov A.E., Sarksyan K.A. and Sbitnikova I.S. // Nucl. Fusion. 1997. V. 37. P. 233.
  11. Мещеряков А.И., Вафин И.Ю. // Успехи прикладной физики. 2015. Т. 3. № 2. С. 145–149.
  12. Kharchev N.K., Batanov G.M., Berezhetskii M.S., Borzosekov V.D., Fedyanin O.I., Grebenshchikov S.E., Grishina I.A., Khol’nov Yu.V., Kolik L.V., Konchekov E.M., Kovrizhnykh L.M., Larionova N.F., Malakhov D.V., Meshcheryakov A.I., Petrov A.E., Pleshkov E.I., Sarksyan K.A., Shchepetov S.V., Skvortsova N.N., Stepakhin V.D., Vafin I.Yu., Vasilkov D.G. and Voronov G.S. // Plasma and Fusion Research. 2011. V. 6. 2402142.
  13. Gusakov E.Z., Popov A.Yu., Meshcheryakov A.I., Grishina I.A., Tereshchenko M.A. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. 122112.
  14. Щепетов С.В., Хольнов Ю.В. и Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. С. 151.
  15. Суворов Е.В., Фрайман А.А. // Физика плазмы. 1980. Т. 6. С. 1161–1166.
  16. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Колик Л.В., Малахов Д.В., Петров А.Е., Пшеничников А.А., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2011. № 2. С. 70.
  17. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Коврижных Л.М., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Малахов Д.В., Петров А.Е., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. С. 511.
  18. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Васильков Д.Г., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Малахов Д.В., Вафин И.Ю., Петров А.Е., Сарксян К.А., Сахаров А.С., Степахин В.Д., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. С. 707.
  19. Горшенин А.К., Королев В.Ю., Малахов Д.В., Скворцова Н.Н. Программа робастного анализа временных рядов длинноволновой турбулентности в тороидальных плазменных установках. Св-во 2012610645 10 января 2012.
  20. Борзосеков В.Д., Смирнов В.А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021617541 Российская Федерация. Программа спектрально-корреляционного и вейвлет-анализа параметров коротковолновой и длинноволновой плазменной турбулентности на стеллараторе Л-2М : № 2021615229.
  21. Васильков Д. Г., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. C. 731.
  22. Wagner F., Baldzuhn J., Brakel R., Burhenn R., Erckmann V., Estrada T., Grigull P., Hartfuss H. J., Herre G., Hirsch M., Hofmann J.V., Jaenicke R., Rudyj A., Stroth U. and Weller A. // Plasma Phys. Control. Fusion. 1994. V. 36. A61.
  23. Vasilkov D.G., Grebenshchikov S.E., Grishina I.A., Ivanov V.A., Meshcheryakov A.I., Petrova M.N. and Kharchev N.K. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2055. 012005.
  24. Vasil’kov D.G. and Kharchev N.K. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. P. 1443.
  25. Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Lysenko S.E., Meshcheryakov A.I., Kharchev N.K., Vasilkov D.G., Grebenshchikov S.E., Kasyanova N.V., Cherkasov S.V., Vafin I.Yu., Eliseev L.G., and Sychugov D.Yu. // Plasma Phys. Reports. 2024. V. 50. P. 552.
  26. Andreev V.F., Borschegovskij A.A., Chistyakov V.V., Dnestrovskij Yu.N., Gorbunov E.P., Kasyanova N.V., Lysenko S.E., Melnikov A.V., Myalton T.B., Roy I.N., Sergeev D.S. and Zenin V.N. Experimental study of density pump-out effect with on-axis electron cyclotron resonance heating at the T-10 tokamak // Plasma Phys. Control. Fusion 2016. V. 58. 055008.
  27. Воронов Г.С., Акулина Д.К., Батанов Г.М., Бережецкий М.С., Васильков Д.Г., Вафин И.Ю., Воронова Е.В., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Колик Л.В., Ларионова Н.Ф., Логвиненко В.П., Малахов Д.В., Мещеряков А.И., Нечаев Ю.И., Петров А.Е., Сарксян К.А., Саенко В.В., Скворцова Н.Н., Федянин О.И., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В., Щепетов С.В. // Физика плазмы. 2010. Т. 36. С. 595.
  28. Vasilkov D.G., Tereshchenko M.A. // Plasma Physics Reports. 2022. V. 48. P. 71
  29. Васильков Д.Г., Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Вафин И.Ю., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Иванов В.А., Летунов А.А., Логвиненко В.П., Мещеряков А. И., Петрова М.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. 2020. Т. 43. Вып. 3. С. 79.
  30. Щепетов С.В., Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 602.
  31. Nezlin M.V., Snezhkin E.N. Rossby Vortices, Spiral Structures, Solitons. Astrophysics and Plasma Physics in Shallow Water Experiments. Springer Series in Nonlinear Dynamics. Springer-Verlag. 1993.
  32. Kharchev N.K., Skvortsova N.N., Sarksyan K.A. Stochastic structures in low-frequency plasma turbulence: measurement of characteristics and determination of general features // Journal of Mathematical Sciences. 2001. 106. P. 2691.
  33. Батанов Г.М., Бенинг В.Е., Королев В.Ю., Петров А.Е., Пшеничников А.А., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В., Окубо К., Шимозума Т., Иошимора И., Кубо С., Санчез И., Эстрада Т., ван Миллиген Б.Ф. Структурная плазменная низкочастотная турбулентность в стеллараторах // Стохастические модели структурной плазменной турбулентности. М.: Макс Пресс. С. 92.
  34. Shchepetov S.V., Kholnov Yu.V. and Vasilkov D.G. // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1094. 012012.
  35. Skvortsova N.N., Chirkov A.Yu., Kharchevsky A.A., Malakhov D.V., Gorshenin A.K. and Korolev V.Yu. // Journal of Physics: Conference Series. 2016. V. 666. 012007.
  36. Пастухов В.П., Кирнева Н.А., Смирнов Д.В. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 12. С. 1072.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024