Процеси перенесення в граничній плазмі торсатрона "Ураган-3М" - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. В.Н. ПРОЦЕСИ ПЕРЕНЕСЕННЯ В ГРАНИЧНІЙ ПЛАЗМІ ТОРСАТРОНА ”УРАГАН-3М”Робота виконана в Інституті фізики плазми Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут” Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, Чечкін Віктор Васильович, Інститут фізики плазми Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут”, провідний науковий співробітник. Офіційні опоненти: кандидат фізико-математичних наук, професор, Муратов Володимир Іванович, Харківський національний університет ім. доктор фізико-математичних наук, професор, Пятак Олександр Іванович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідуючий кафедри фізики.В останньому випадку частина відкритих магнітних силових ліній відхиляється від граничного шару у бік стіни, тим самим формуючи природний гвинтовий дивертор, і тому диверторну зону можна розглядати як частину SOL, або як продовження SOL, а плазму, що дивертується, як частину граничної плазми. З різноманіття питань, що можуть привертати інтерес із погляду перенесення частинок і тепла в граничній плазмі торсатрону, в дисертаційній роботі розглядаються такі основні питання: (1) електростатична турбулентність плазми поблизу межі зони утримання і її внесок у перенесення частинок у торсатроні У-3М; (2) характеристики дивертованої плазми в торсатроні У-3М та їх звязок із процесами, що відбуваються в обємі утримання. Роботи, за якими написана дисертація, виконувалися у відділі стелараторів Інституту фізики плазми Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут” (ІФП ННЦ ХФТІ) протягом 1993-2002 рр. в рамках таких тем: “Дослідження перенесення частинок і енергії у розподіленому гвинтовому диверторі торсатрону” державний реєстраційний номер № 0194U025334 (1993-1995 рр.); “Вплив регулярних і турбулентних електромагнітних полів на процеси нагріву і перенесення частинок у неоднорідній магнітоактивній плазмі” державний реєстраційний номер № 0195U000239 (1994-1995 рр.); “Експериментальні та теоретичні дослідження фізичних процесів при створенні та нагріві плазми ВЧ засобом в торсатроні з дивертором “Ураган-3М” державний реєстраційний номер № 0100U002758 (1998-2000 рр.) і за “Програмою проведення фундаментальних досліджень по атомній науці і техніці Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут” до 2005 р.” державний реєстраційний номер № 080901UP (2001-2002 рр.). Конкретними задачами, описаних у дисертації досліджень, є: (1) знаходження основних характеристик дрібномасштабної низькочастотної електростатичної турбулентності поблизу межі зони утримання в торсатроні У-3М і оцінка внеску цієї турбулентності в перенесення частинок; (2) знаходження просторового розподілу плазмового потоку в диверторній зоні торсатрону У-3М і звязку цього розподілу з процесами, що відбуваються в обємі утримання під час нагріву плазми. Предмет дослідження - електростатична турбулентність плазми поблизу межі зони утримання і її внесок у перенесення частинок у торсатроні У-3М; характеристики дивертованої плазми в торсатроні У-3М та їх звязок із процесами, що відбуваються в обємі утримання.В першому підрозділі поміщається огляд робіт по низькочастотній електростатичній турбулентності плазми поблизу межі зони утримання в токамаках і установках стелараторного типу й впливу цієї турбулентності на перенесення частинок. Викладу основного матеріалу глави передує загальний опис установки У-3М, режиму її роботи і методів діагностики плазми, що є необхідним для розуміння матеріалів, викладених як у розділі 2, так і в розділі 3. Для вимірювання середніх і флуктуаційних параметрів плазми поблизу межі зони утримання використовувалися рухомі одиночні ленгмюрівські зонди, які обєднувалися в набори з трьох або чотирьох зондів із певною орієнтацією в просторі. Для цього заздалегідь у двох полоїдальних перетинах тора були зміряні радіальні профілі іонного струму насичення і по довжині спаду струму були зроблені оцінки величини повного поперечного потоку частинок через межу і відповідного коефіцієнта дифузії D^. Ці дослідження були направлені на отримання характеристик турбулентності (спектральних і статистичних) і мали на своїй кінцевій меті визначення величини й основних характеристик потоку частинок, обумовленого турбулентністю.В дисертаційній роботі розглянуто дві групи питань, що мають відношення до проблеми перенесення частинок і тепла на межі зони утримання в замкнутій магнітній пастці - тризахідному торсатроні: (1) електростатична турбулентність плазми поблизу межі зони утримання і її внесок в перенесення частинок у торсатроні У-3М; (2) просторовий розподіл потоку плазми, що виноситься в диверторну зону торсатрона У-3М, і звязок цього розподілу з процесами, що відбуваються в обємі утримання. В умовах ВЧ нагріву плазми в торсатроні У-3М були отримані спектральні характеристики флуктуацій густини й потенціалу плазми поблизу межі зони утримання.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ