Измерения потенциала плазмы, радиального электрического поля и скорости вращения турбулентности в токамаке t-10

ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПЛАЗМЫ, РАДИАЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ТОКАМАКЕ T-10

На токамаке Т-10 (R = 1.5 м, a = 0.3 м) проведены исследования потенциала горячей зоны плазмы  при омическом и ЭЦР-нагреве. Диапазон параметров разряда был значительно расширен по сравнению с [1]: тороидальное магнитное поле B₀ = 1.5 - 2.4 Тл, ток I_p = 140 –250 кA, плотность n_e = (0.7-3)10¹⁹ м^-3, ЭЦР мощность P_EC = 0.4 – 1.6 МВт с центральным и нецентральным вкладом. Была исследована стационарная фаза разряда и фаза подъема тока и плотности. Для измерений  было использовано зондирование пучком тяжелых ионов (HIBP). Турбулентность горячей зоны была исследована корреляционной рефлектометрией (CR) [2]. Обе диагностики были значительно модернизированы. В HIBP была поднята энергия пучка Tl⁺ до 300 кэВ, а ток пучка до 200 мкА, что позволило вести наблюдения при высокой плотности и в широком радиальном диапазоне. В CR были установлены новые антенны на внутренней части тора, вдоль тора и в одном патрубке с HIBP. Кроме того, вблизи лимитера потенциал и плотность плазмы измерялись ленгмюровскими зондами.

Показано, что в омических разрядах потенциал имеет отрицательный знак. При увеличении плотности потенциал уходит глубже в отрицательную область. При включении ЭЦР нагрева, наоборот, глубина потенциальной ямы заметно снижается (на 200 – 300 В). При увеличении электронной температуры абсолютная величина потенциала уменьшается. По наклону кривой потенциала можно оценить среднее радиальное электрическое поле, составляющее E_r = -50 – -80 В/см в омических разрядах и -10 – -30 В/см при ЭЦРН. При включении ЭЦРН полоидальное вращение турбулентности плазмы замедляется. Были проведены измерения вращения в градиентной зоне (1<q<2). Дрейфовая скорость вращения V_EB, выведенная из профиля потенциала по HIBP, и скорость вращения турбулентности, найденная корреляционной рефлектометрией, оказываются сравнимыми.

Измерены зависимости потенциала от тока, магнитного поля, запаса устойчивости, плотности, мощности и зоны ЭЦР нагрева. Результаты измерений будут представлены на конференции.

Работа поддержана грантами ФАНИ 02.740.11.5062, РФФИ 08-02-90468-Укр, 08-02-01326,
NWO-RFBR 047.018.002.

Литература

1. 
   Perfilov S.V. et al., 34th EPS Conf. on Plasma Phys. Warsaw, 2007, P-2.058.
   
2. 
   Вершков В.А. и др. Доклад на этой конференции.