Оптимізація геометрії, вибір параметрів комплексу зондування плазми пучком важких іонів в умовах відхилення зондувального пучка від площини інжекції під впливом магнітних полів. Поведінка електричного потенціалу й електронної густини плазми в стелараторі.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук РОЗВИТОК МЕТОДІВ ЗОНДУВАННЯ ПЛАЗМИ ПУЧКОМ ВАЖКИХ ІОНІВ І ЙОГО РЕАЛІЗАЦІЯ НА СТЕЛАРАТОРІ TJ-IIРозглянуто особливості оптимізації геометрії і вибір параметрів комплексу ЗППВІ в умовах значного відхилення зондувального пучка від площини інжекції під впливом магнітних полів TJ-II. З метою підвищення точності вимірювань модифіковано діагностичний комплекс й запропоновано спеціальну експериментальну методику ЗППВІ вимірювань. Досліджено вплив поляризації плазми, що задається зовнішнім джерелом живлення, на розподіли електричного полю та електронної густини у плазмовому шнурі TJ-II, а також на процеси утримання плазми в стелараторі. Путем численного моделирования выбраны оптимальное размещение диагностического комплекса на стеллараторе TJ-II и необходимые параметры диагностического комплекса, что позволило получить детекторную линию, проходящую через все сечение плазмы. Показано, что электрический потенциал плазмы уменьшается с ростом плотности плазмы и существенно зависит от мощности ЭЦР нагрева плазмы в ловушке.Відповідно до сучасних уявлень, електричне поле розглядається як важливий фактор у фізиці утримання плазми та аномального переносу, отже, експериментальні дослідження поведінки електричного поля у термоядерних установках на даний момент мають високий пріоритет. Облік впливу цих факторів дозволяє істотно підвищити точність вимірювання розподілів електричного поля у плазмі тороїдальних магнітних пасток. Вимірювання радіального профілю потенціалу методом ЗППВІ у експериментах з завданням електричного поля периферії плазмового шнура стеларатора-геліака TJ-II дозволяє встановити звязок між електричним полем і характером утримання плазми. Дисертаційну роботу виконано в Інституті Фізики Плазми Національного Наукового Центру “Харківський Фізико-Технічний Інститут” у рамках тематичного плану інституту з фізики плазми та КТС, що виконувався у рамках програми АНТ-2001-2005 (реєстраційній номер № 080901UP0009 від 08.10.2001) та міжнародного співробітництва з інститутом CIEMAT (Мадрид, Іспанія) контракти: Діагностика плазми пучком важких іонів для стеларатора TJ-II (№ 089/96, 1.01.1996-1.01.2000). Мета дисертації полягає у підвищенні вірогідності методів зондування плазми пучком важких іонів та у вимірюванні профілю потенціалу плазми стеларатора TJ-II в експериментах з примусовим введенням у плазму електричного поля.У розділі I приведено огляд опублікованого у науковій літературі матеріалу, присвяченого аналізу електричних полів у плазмі тороїдальних магнітних пасток та їх впливу на процеси утримання плазми. Далі подано аналітичний огляд матеріалу щодо методів вимірювання потенціалу і електричного поля в плазмі. У розділі II описано метод зондування плазми пучком важких іонів і його можливості. Розрахунок траєкторій зондувального пучка, форми області виміру ЗППВІ діагностики і детекторних сіток здійснюється шляхом числового розвязання рівняння руху зондувального пучка у магнітному полі. Для кожної радіальної позиції області ЗППВІ вимірювання потенціал плазми розраховується за формулою: j=2FUA(diпл - diг), де F - функція аналізатора, Ua - напруга на аналізаторі, diпл та diг - приведені токи вторинного пучка з плазми (з частини 1 рис.Проведено вимірювання величини і профілю потенціалу, профілю електронної густини плазми у TJ-II в експериментах із зовнішнім завданням електричного поля та аналіз його впливу на поведінку плазми, що утримується у геліаці TJ-II. У рамках вищезазначених робіт зроблено наступне: 1) Створено програму тривимірного компютерного моделювання проходження діагностичного пучка крізь стеларатор TJ-II, знаходження області виміру діагностики ЗППВІ. Постійно існує сильне тороїдальне фокусування траєкторій зондувального пучка, що залежить від режиму роботи стеларатора та обмежує довжину детекторної лінії. На базі створеної програми обрано оптимальне розміщення діагностичного комплексу на стелараторі TJ-II і його необхідні параметри, що дозволило уникнути впливу тороїдального фокусування та одержати детекторну лінію, яка охоплює весь переріз плазми. Вперше запропоновано, розраховано і створено конструкцію детекторного блоку аналізатора, яка дозволяє підвищити точність ЗППВІ вимірювань шляхом заглушення емісії з колекторних пластин, зокрема може знизити рівень шуму, виникаючого під впливом плазми, на порядок величини.