nguphysСибирский физический журналSIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS2541-9447Новосибирский государственный университет10.25205/2541-9447-2022-17-3-5-11nguphys-207Research ArticleФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ, УСКОРИТЕЛЕЙ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫHIGH-ENERGY AND ACCELERATOR PHYSICS, PHYSICS OF HIGH-TEMPERATURE PLASMAИсследование высокочастотного генератора плазмы с многосекундной длительностью работыInvestigation of a Radiofrequency Plasma Generator for Multi-Second Pulse OperationВоинцевВ. А.VointsevV. A.

Вадим Александрович Воинцев, аспирант, инженер-исследователь

Новосибирск

Vadim A.Vointsev, Graduate Student, Researcher-Engineer

Novosibirsk

v.vointsev@alumni.nsu.ruГаврисенкоД. Ю.GavrisenkoD. Yu.

Даниил Юрьевич Гаврисенко, магистрант

Новосибирск

Daniil Yu. Gavrisenko, Master Student

Novosibirsk

d.gavrisenko@g.nsu.ruКондаковА. А.KondakovA. A.

Алексей Анатольевич Кондаков, научный сотрудник

Новосибирск

Alexey A. Kondakov, Researcher

Novosibirsk

A.A.Kondakov@inp.nsk.suhttps://orcid.org/0000-0001-5029-3161СотниковО. З.SotnikovO. Z.

Олег Захарович Сотников, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Новосибирск

Oleg Z. Sotnikov, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Senior Researcher

Novosibirsk

Sotnikov@inp.nsk.suФинашинР. А.FinashinR. A.

Роман Андреевич Финашин, научный сотрудник, кандидат технических наук

Новосибирск

Roman A. Finashin, Researcher, Candidate of Technical Sciences

Novosibirsk

romanfinashindoc@mail.ruИнститут ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАНРоссияBudker Institute of Nuclear Physics SB RASRussian Federation202215122022173511Copyright © Воинцев В.А., Гаврисенко Д.Ю., Кондаков А.А., Сотников О.З., Финашин Р.А., 20222022Воинцев В.А., Гаврисенко Д.Ю., Кондаков А.А., Сотников О.З., Финашин Р.А.Vointsev V.A., Gavrisenko D.Y., Kondakov A.A., Sotnikov O.Z., Finashin R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nguphys.elpub.ru/jour/article/view/207

Приведены результаты испытаний мощного высокочастотного генератора плазмы, разработанного для инжек­тора высокоэнергетичных атомов. Для работы в многосекундных импульсах в генератор введен охлаждаемый щелевой экран. Описывается стабильная работа генератора в импульсах длительностью 20 секунд при ~38 кВт входной мощности, подаваемой на антенну. Проведены измерения плотности ионного тока плазмы на выходе генератора. Исследован нагрев элементов генератора в течении рабочего импульса. Определены основные фак­торы, влияющие на потерю подаваемой мощности. Снижены потери мощности, вызванные вихревыми токами в кольцевых фланцах.

This paper presents the test results of a radiofrequency (RF) plasma generator, developed for neutral beam injectors. A water cooled faraday screen is installed into the generator for multi-second pulse operation. Consistent operation achieved for 20-second long pulses with input power of 38 kW is described. The density of the ion current was measured. The experiments were conducted to measure the density of the ion current at the driver’s output and to evaluate the heating of the driver’s elements. Main factors affecting the power losses were determined. The power loss caused by the eddy currents in the driver’s clamping flanges were reduced.

высокочастотный генератор плазмызащитный экранинжектор высокоэнергетичных нейтраловradiofrequency plasma generatorfaraday screenneutral beam injectorsReferencesIvanov A. A. et al. Radio frequency ion source for plasma diagnostics in magnetic fusion experiments // Rev. Sci. Instrum. 2000. No. 71. Pp. 3728–3735.Ivanov A. et al. Radio frequency ion source for plasma diagnostics in magnetic fusion experiments. Rev. Sci. Instrum, 2000, vol. 71, pp. 3728–3735.Бельченко Ю. И., Давыденко В. И., Дейчули П. П. и др. Исследования по физике и тех­нике ионных и атомарных пучков в ИЯФ СО РАН // Успехи физических наук. 2018. № 188. С. 595–650.Belchenko Yu., Davydenko V., Deichuli P. et al. Research in physics and technology of ion and atomic beams at the INP SB RAS. Advances in the physical sciences, 2018, vol. 188, pp. 595– 650.Brown I. G. The Physics and Technology of Ion Sources. Wiley-VCH, 2004. 30 p.Brown I. G. The Physics and Technology of Ion Sources. Wiley-VCH, 2004, vol. 30.Belchenko Yu. et al. Possible Scheme of Atomic Beam Injector for Plasma Heating and Current Drive at the TRT Tokamak // Plasma Physics Reports. 2021. No. 47(11). Pp. 1151–1157.Belchenko Yu. et al. Possible Scheme of Atomic Beam Injector for Plasma Heating and Current Drive at the TRT Tokamak. Plasma Physics Reports, 2021, vol. 47(11), pp. 1151–1157.Sotnikov O. et al. Development of high-voltage negative ion based neutral beam injector for fusion devices // Nuclear Fusion. 2021. No. 61. P. 116017.Sotnikov O. et al. Development of high-voltage negative ion based neutral beam injector for fusion devices. Nuclear Fusion, 2021, vol. 61, p. 116017.Тиунов М. А. Полный расчет трехмерных квазистационарных электромагнитных полей в приближении сильного скин-эффекта методом граничных интегральных уравнений // Вестник НГУ. Серия: Физика. 2014. № 9.Tiunov М. Complete calculation of three-dimensional quasi-stationary electromagnetic fields in the strong skin-effect approximation by the method of boundary integral equations. Vestnik NSU. Series: Physics, 2014, vol. 9.Shikhovtsev I. V. et al. Inductive RF drivers for neutral beam injectors at BINP. AIP Conf. Proc, 2018. No. 2052. P. 040016.Shikhovtsev I. et al. Inductive RF drivers for neutral beam injectors at BINP. AIP Conf. Proc., 2018, vol. 2052, p. 040016.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.