• Год:2021
    Авторы:Гусев,ВК; Курскиев,ГС; Минаев,ВБ; Петров,ЮВ; Сахаров,НВ; Бахарев,НН; Щеголев,ПБ; Тельнова,АЮ; Киселев,ЕО; Новохацкий,АН; Варфоломеев,ВИ
    Подразделения:

    На сферическом токамаке Глобус-М2 были проведены эксперименты по нагреву плазмы с помощью инжекции нейтрального пучка. Впервые в мире были проведены систематические исследования термоизоляции плазмы в условиях сильного (для сферических токамаков) тороидального магнитного поля установки BT=0,8 Тл. Последнее в значительной степени определяет эффективность нагрева плазмы. Увеличение BT вдвое приводит к десятикратному увеличению тройного произведения (n∙T∙τE) (рис. 1) за счет увеличения температуры плазмы T и времени удержания энергии τE. При росте T уменьшается частота столкновений частиц, что приводит к улучшению термоизоляции плазмы через механизм положительной обратной связи (рис. 2). Эксперименты, проведенные на токамаке Глобус-М2, позволили расширить международную базу данных и предложить параметрическую зависимость для описания и предсказания времени τE в сферическом токамаке (рис. 3). Применение полученного результата может быть использовано для развития гибридных систем синтез-деление на основе генератора термоядерных нейтронов.

    Иллюстрации

    Рис. 1. Величина тройного произведения продукт полученная на токамаке Глобус-М2, в зависимости от тороидального магнитного поля.

    Рис. 2. Нормализованное время удержание энергии в зависимости от столкновительности плазмы.

    Рис. 3. Сравнение времени удержания энергии на сферических токамаках с предсказаниями нового скейлинга.

    Направление ПФНИ 1.3.4.1. Исследование выполнено при поддержке РНФ №17-72-20076.

    Публикации

    1. G.S. Kurskiev, V.K. Gusev, N.V. Sakharov, et. al. ?Tenfold increase in the fusion triple product caused by doubling of toroidal magnetic field in the spherical tokamak Globus-M2? 2021 Nuclear Fusion, Volume 61, Number 6, 61 064001, https://doi.org/10.1088/1741-4326/abe08c
    2. Yu.V. Petrov, V.K. Gusev, N.V. Sakharov, et. al., Overview of Globus-M2 spherical tokamak results at the enhanced values of magnetic field and plasma current, 2021 Nuclear Fusion in press https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac27c7
    3. G.S. Kurskiev, V.K. Gusev, N.V. Sakharov, et. al., Energy confinement in the spherical tokamak Globus-M2 with a toroidal magnetic field reaching 0.8 T, Nuclear Fusion 2021 in press https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac38c9