Анизотропия плазмы удерживаемой в сильно непараксиальных магнитных конфигурациях

XXXVIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2011 г.

анизотропия плазмы удерживаемой в сильно непараксиальных магнитных конфигурациях

Крутизна профиля давления является ключевым параметром при поиске наиболее выгодной магнитной конфигурации с позиции локализации плазмы в ней.

Известно, что “кинетические” профили давления – в модели Крускала-Обермана [1] – более благоприятны и с позиции локализации плазмы, и с позиции равновесия, чем критические по конвективной неустойчивости устойчивости профили в МГД описании.

При этом “более” анизотропные распределения, где значительная часть частиц вытеснена из магнитных пробок в минимумы на силовых линиях, допускают более крутые конвективно-устойчивые профили давления.

В [2] были найдены распределения с переменной по сечению ловушки анизотропией, позволяющие существенно повысить энергосодержание в плазме по сравнению с изотропным распределением даже в простейшей геометрии (пробкотрона с дивертором).

При этом интерес представляет экспериментальная проверка такой возможности.

Отметим, что бесстолкновительный кинетический критерий описывает, в частности, случай плазмы с быстрыми ЭЦР электронами, как это имеет место в экспериментах на установках на основе дипольной геометрии CTX [3], Магнетор [4] , LDX [5], RT-1 [6]. Таким образом, плазма ЭЦР разряда низкого давления при значительной доли быстрых электронов позволяет экспериментально исследовать предсказываемые кинетическим описанием критические профили давления.

В настоящей работе исследуется анизотропия экспериментального распределения плазмы в сильно непараксиальной ловушке Магнетор. Для этого проводятся измерения распределения плотности и давления плазмы ЭЦР разряда в областях максимальной плотности плазмы и вдоль сепаратрисы с целью детального определения экспериментальной “функции анизотропии”. Проводятся расчеты устойчивого распределения давления в соответствии с кинетическим критерием с учетом измеренной функции анизотропии.

Также отметим, что характер спада давления к сепаратрисе важен с позиции развития непотенциальных возмущений – баллонных мод. При этом в отличии от дипольной конфигурации, где пики давления и бета совпадают, в конфигурациях пробкотрона с дивертором (и Магнетора) бета растет к сепаратрисе, что неблагоприятно. Представляет интерес возможность снижения этого роста при управлении анизотропией.

Литература

1. 
   M.D. Kruskal, C.R. Oberman // Phys. Fluids. 1958. V. 1. P. 275; Кадомцев Б.Б. // Физика Плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций. М.: изд во АН СССР. 1958. Т.4. – С.370; M.N. Rosenbluth and N. Rostoker // Phys. Fluids. 1959. V. 2. P. 23; Арсенин В.В., Куянов А.Ю. 2001 Физика Плазмы 27 675
   
2. 
   Цвентух М М 2010 Физика плазмы 36 934-948
   
3. 
   B. Levitt et al 2005 Phys. Plasmas 12 055703
   
4. 
   G. V. Krashevskaya et al 2007 Proc. of 28^th ICPIG p. 393.
   
5. 
   D.T. Garnier et al 2009 Nucl. Fusion 49 055023
   
6. 
   Z. Yoshida et al 2008 22^nd IAEA Fusion Energy Conference EX/P5-28