Дослідження радіальних розподілів характеристик плазми торсатрона. Встановлення радіального профілю плазми та параметрів просторово-часових характеристик флуктуацій. Аналіз переваги рефлектометрії на незвичайній хвилі у порівнянні зі звичайною хвилею.
Аннотация к работе
Обраний напрям досліджень і отримані результати є однією з основних частин науково-дослідних робіт, що проводились в Інституті фізики плазми Харківського Національного наукового центру у рамках тем: "Исследование переноса частиц и энергии в распределенном винтовом диверторе торсатрона" № госреєстрації 0194U025334, "Влияние регулярных и турбулентных электромагнитных полей на процессы нагрева и переноса частиц в неоднородной магнитоактивной плазме" № госреєстрації 0195U000239, "Экспериментальные и теоретические исследования физических процессов при создании и нагреве плазмы ВЧ способом в торсатроне с дивертором Ураган-3М" № госреєстрації 0100U002758. Аналітично розраховано відхилення зондуючого мікрохвилевого пучка в залежності від кута входження його в плазму, що дозволило визначити граничний кут входження, при якому пучок повертається в антену. Методами НВЧ зондування виявлено і досліджено режим роботи торсатрона, при якому спостерігається перехід до режиму покращеного утримання плазми, завдяки створенню внутрішнього транспортного барєра поблизу раціональних магнітних поверхонь. В роботі [3] здобувачем на основі рефлектометрічних вимірювань були розраховані профілі густини плазми і її флюктуацій у різних режимах ВЧ створювання плазми в торсатроні У-3М. Були розраховані профілі: густини електронів, флюктуацій густини плазми та швидкості полоїдального обертання для режимів створювання плазми однією рамковою ВЧ антеною (при нормальному і реверсованому напрямку магнітного поля) і двома ВЧ антенами - рамковою і типу "коленвал".Перший розділ містить короткий огляд виконаних раніше робіт, які мають відношення до теми дисертаційної роботи, і проводиться обґрунтування необхідності досліджень параметрів плазми методами НВЧ рефлектометрії. В підрозділі 2.1 розглянуто конструкцію, параметри та особливості створення плазми в торсатроні "Ураган-3М". Проведений аналіз залежності амплітуди і фази відбитої хвилі від плазмового циліндра з флюктуаціями відбиваючого шару в залежності від радіуса циліндра, амплітуди і довжини хвилі флюктуацій, дозволяє вибирати оптимальні значення параметрів зондуючої хвилі і хвилевого пучка. Радіальні профілі густини плазми і просторово-часові параметри флюктуацій плазми дозволили виявити важливіші характеристики стану плазми у торсатроні. В підрозділі 3.1 розглянуто комплекс НВЧ рефлектометрії плазми на торсатроні "Ураган-3М", за допомогою якого визначались просторові характеристики густини плазми та її флюктуацій.В дисертаційній роботі досліджено методами НВЧ рефлектометрії, розробленими автором, еволюцію радіальних розподілів параметрів плазми в торсатроні "Ураган-3М" в процесі переходу в режим покращеного утримання частинок і енергії плазми. Удосконалений комплекс НВЧ рефлектометрії плазми на торсатроні "Ураган-3М" дозволяє вимірювати просторово-часові характеристики густини плазми і її флюктуацій завдяки дослідженням і розробкам, виконаним автором. Проведено числовий аналіз залежності амплітуди і фази відбитої хвилі від плазмового циліндра з флюктуаціями відбиваючого шару від радіуса циліндра, амплітуди і довжини хвилі флюктуацій для оптимізації параметрів зондуючої хвилі і хвилевого пучка. Аналітично розраховано відхилення зондуючого мікрохвилевого пучка в залежності від кута входження його в плазму. Для визначення когерентності коливань у різних шарах плазми, спектральної залежності фази коливань у цих шарах, радіальних хвилевих чисел, кореляційних довжин, розроблена методика зондування плазми хвилями ортогональних поляризацій в одному каналі з вибором частот, що забезпечують необхідну відстань між відбиваючими шарами плазми.