| Название: | Изучение и корректировка искажений полоидального магнитного поля токамака Глобус-М, влияющих на развитие МГД мод с низкими тороидальными волновыми числами |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 - ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ |
| Научная дисциплина: | 02-610 Физика высокотемпературной плазмы и УТС |
| Ключевые слова: | Сферический токамак, поля ошибок, запертые моды |
| Время действия проекта: | 2008-2009 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Варфоломеев,ВИ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 08-02-13530 |
| Финансирование 2008 г.: | 1000000 |
| Исполнители: |
Аюшин,ББ: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Женишек,ЕЮ: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Иванов,НМ: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Крикунов,СВ: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Курскиев,ГС: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Минаев ,ВБ: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Патров,МИ: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Петров,ЮВ: лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
Толстяков,СЮ : лаб. физики высокотемпературной плазмы (Гусакова,ЕЗ)
|
Проект направлен на изучение и корректировку искажений полоидального магнитного поля сферического токамака Глобус-М (так называемых полей ошибок, или error fields). Эти искажения возникают из-за неточностей при изготовлении и сборке его магнитной системы и могут приводить к развитию в плазме винтовых возмущений с низкими тороидальными волновыми числами а также к замедлению их тороидального вращения вплоть до полной останоки (так называемому запиранию моды). Развитие таких запертых мод приводит к деградации удержания плазмы и даже к малому или полному срыву тока. Запертые моды возникают обычно при относительных ошибках в величине полей Br/Bt ~1/10**4, где Br – амплитуда возмущения радиального магнитного поля а Bt тороидальное магнитное поле. Исследования полей ошибок на токамаках JET, DIII-D, MAST,COMPASS-D, NSTX показали, что проникновение возмущающего поля в плазму токамака зависит от таких параметров как плотность, тороидальное магнитное поле и запас устойчивости, при этом имеются как общие закономерности, так и заметные различия для разных установок. В этой связи, исследование полей ошибок на токамаке Глобус-М преследует две основные цели: чисто практическую – корректировку полей ошибок для улучшения качества удержания и достижения более высоких параметров плазмы, а так же фундаментальную – добавление данных в общую токамачную базу для уточнения скейлинга зависимости порога проникновения возмущающего поля в плазму от параметров установки. Для проведения данных работ на токамаке Глобус-М будут задействованы четыре специальные корректирующие катушки, питаемые от управляемых двуполярных источников, которые позволят создавать возмущающее радиальное магнитное поле величиной до 10 Гс с тороидальным волновым номером 1 или 2. Токамак обладает всеми необходимыми диагностиками для всестороннего изучения условий появления и развития запертых мод. В результате исследований должна быть определена диаграмма полей ошибок токамака Глобус-М и проделана попытка их
корректировки, а также получены зависимости порогов проникновения возмущающего поля от основных параметров плазмы.
Помимо установки Глобус-М результаты работы могут быть использованы на исследовательских стендах, в том числе в плазменных проектах и экспериментах, осуществляемых в рамках деятельности Росатома. В случае успешного проведения экспериментов по измерению диаграмм полей ошибок при варьироавании плазменных параметров, полученные данные могут быть использованы для уточнения скейлинга для порогов проникновения возмущающих полей и включены в базу данных ITER.
Предлагаемая в данном проекте разработка полностью соответствует решению задач, сформулированных в пункте 3 Приложения: Атомная энергия (в интересах Федерального Агенства по Атомной Энергии). Изучение свойств высокотемпературной плазмы в целях создания источника энергии на основе термоядерного синтеза.
Глобус-М является единственным в России токамаком, где можно исследовать влияние полей ошибок на развитие запертых мод в условиях малого аспектного отношения. Плюс к этому, на токамаке имеется инжектор нейтральных атомов, который может быть использован для стабилизации запертых мод. От зарубежных аналогов – систем корректировки полей ошибок на сферических токамаках MAST и NSTX – система разрабатываемая для Глобуса-М отличается тем, что будет работать в условиях близко расположенной к плазме стенки. Таким образом, в экспериментах на токамаке Глобус-М будут получены данные, недоступные для экспериментов, проводимых на других установках.
Запрашиваемые средства будут потрачены на зарплату научного и инженерного персонала, на покупку тиристоров и предохранителей, используемых в источниках питания и материалов для изготовления корректирующих обмоток.
Также выделенные средства будут использованы на публикацию результатов работ и их представление на конференциях и симпозиумах.
25.5.1. Номера государственной регистрации НИР и (или) названия и номера грантов РФФИ, на результатах выполнения которых основывается настоящий проект:
Госконтракты Росатома № 6.05.19.19.06.843 «Разработка сценариев диверторной конфигурации плазмы в сферическом токамаке Глобус-М для получения режимов с увеличенным энергосодержанием», № 6.05.19.19.06.844 «Исследования процессов трансформации энергии электромагнитных волн и пучков нейтральных атомов в сферическом токамаке Глобус-М» а также гранты РФФИ: 03-02-17659-а «Исследование динамики большого срыва в сферическом токамаке Глобус-М.», 05-08-18044-а «Создание и исследование диверторной конфигурации для получения режимов улучшенного удержания в токамаке Глобус-М.», 02-02-17693-а «Исследование нагрева плазмы в режиме с нейтральной инжекцией на сферическом токамаке Глобус-М.».
