Название:Режимы с предельными плотностями плазмы на токамаке Глобус-М
Грантодатель:РФФИ
Область знаний:02 - ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ
Научная дисциплина:02-610 Физика высокотемпературной плазмы и УТС
Ключевые слова:плазма токамака, плотность плазмы, сферический токамак, аспектное отношение, форма шнура, дополнительный нагрев, предел Гринвальда, предел Мураками, ввод топлива, МГД устойчивость
Время действия проекта:2006-2008
Тип:исследовательский
Руководитель(и):Гусев,ВК
Подразделения:
Код проекта:06-02-16709
Финансирование 2006 г.:0
Финансирование 2007 г.:0
Финансирование 2008 г.:0
Проект направлен на исследование причин, ограничивающих рост плотности плазмы в сферических токамаках и на получения плотностей, превышающих существующие пределы Гринвальда и Мураками. Это является важной задачей с точки зрения решения фундаментальной проблемы достижения предельно возможной плотности плазмы и повышения удельного термоядерного выхода в тороидальных системах. Полуэмпирические скэйлинги Мураками и Гринвальда, устанавливающие зависимости от плотности тока и нормализованного магнитного поля, достаточно хорошо описывают предельно достижимые значения плотности в различных нагрева плазмы с погрешностью 10-20% в токамаках с большим аспектным отношением. Однако основной физический механизм, ограничивающий предельное значение плотности в токамаках не установлен. Проект будет сосредоточен на изучении зависимостей более высокого порядка, таких как зависимость от аспектного отношения, от вытянутости и треугольности шнура и от вида плазменной конфигурации (лимитерная, диверторная), от способа подачи топлива (рабочего газа), а также на изучении неустойчивостей развивающихся при достижение предела. Для изучения причин, ограничивающих рост плотности на токамаке Глобус-М, планируются эксперименты с большой плотностью плазменного тока, превышающей 2.5МА/кв.м. Также предусматривается получение режимов с предельно большой плотностью плазмы при увеличении параметра B/R до технологического предела (~1.2 Тл/м). Такой диапазон параметров, необходимых для получение режимов с высокой плотностью, недоступен для других современных сферических токамаков с дополнительным нагревом. На Глобус-М в последних экспериментах удалось вплотную приблизится к пределу Гринвальда в омическом нагреве при токах 200-250кА. Будут проведены эксперименты с дополнительным нагревом плазмы (нейтральная инжекция, ионный циклотронный резонанс). Методы увеличения плотности плазменного шнура включают в себя традиционные и впервые применяемые. К первым относятся газонапуск со стороны сильного и слабого поля, а также инжекция водородных пеллетов. Кроме этого будет применен пионерский метод увеличения плотности - инжекция плотной, быстрой (>100км/с) струи плазмы и нейтральных атомов с помощью двухступенчатой коаксиальной плазменной пушки. Сферический токамак Глобус-М обладает необходимыми диагностическими средствами для проведения работы.