nguphysСибирский физический журналSIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS2541-9447Новосибирский государственный университет10.25205/2541-9447-2023-18-1-5-13nguphys-244Research ArticleФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ, УСКОРИТЕЛЕЙ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫHIGH-ENERGY AND ACCELERATOR PHYSICS, PHYSICS OF HIGH-TEMPERATURE PLASMAИзмерение потерь энергии на лимитере газодинамической ловушкиEnergy Loss Measurements on the Limiter of the Gas Dynamic TrapМейстерА. К.MeysterA. K.

Мейстер Андрей Константинович, аспирант Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Новосибирск

Andrey K. Meyster, postgraduate student, Budker Institute of Nuclear Physics

Novosibirsk

A.K.Meyster@inp.nsk.suСолдаткинаЕ. И.SoldatkinaE. I.

Солдаткина Елена Ивановна, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН

Новосибирск

Elena I. Soldatkina, Candidate of Science (Physics and Mathematics), Senior Researcher, Budker Institute of Nuclear Physics

Novosibirsk

E.I.Soldatkina@inp.nsk.suЯковлевД. В.YakovlevD. V.

Яковлев Дмитрий Вадимович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СОРАН

Новосибирск

Dmitriy V. Yakovlev, Candidate of Science (Physics and Mathematics), Senior Researcher, Budker Institute of Nuclear Physics

Novosibirsk

D.V.Yakovlev@inp.nsk.suИнститут ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАНРоссияBudker Institute of Nuclear Physics SB RASRussian FederationНовосибирский государственный университетРоссияNovosibirsk State UniversityRussian Federation202328082023181513Copyright © Мейстер А.К., Солдаткина Е.И., Яковлев Д.В., 20232023Мейстер А.К., Солдаткина Е.И., Яковлев Д.В.Meyster A.K., Soldatkina E.I., Yakovlev D.V.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/244

В газодинамической ловушке (ГДЛ) – открытой магнитной ловушке для удержания плазмы – наблюдается несоответствие между энергией, введенной в плазму, и энергией, измеренной по известным каналам потерь: при захвате плазмой 2–3 МВт мощности от нейтральных пучков потери энергии не превышают сотен киловатт. В данной работе было исследовано предположение о потере части энергии на лимитерах установки, основанное на численном моделировании, которое предсказывает пикированный вблизи лимитера профиль мощности, выделяющейся в плазме при остывании быстрых ионов. Экспериментальные результаты показали, что потери на лимитере слишком малы, чтобы объяснить расхождение энергобаланса, и необходимы дальнейшие поиски канала крупных потерь.

A discrepancy between the energy input into the plasma and the energy lost through the measured loss channels is observed in the Gas Dynamic Trap (GDT): while 2-3 megawatts of power are captured by the plasma from the neutral beams, the observed energy losses do not exceed hundreds of kilowatts. In this study, a proposal was investigated that a part of the input energy is lost on the limiters of the GDT. The proposal was based on numerical modelling results that predict an existence near the limiter of a peak of power transferred to the plasma via fast ion drag. The experimental results showed that the energy losses on the limiter are too small to explain the energy balance discrepancy and further investigations of large loss channels are required.

плазмаоткрытые ловушкипотери энергиилимитерplasmamagnetic mirror devicesenergy losseslimiterReferencesSimonen T. C. et al. High beta experiments in the GDT axisymmetric magnetic mirror //Journal of fusion energy. 2010. Т. 29. №. 6. С. 558–560.Simonen T. C. et al. High beta experiments in the GDT axisymmetric magnetic mirror // Journal of fusion energy. 2010. Vol. 29. no. 6. P. 558–560.Bagryansky P. A. et al. Effect of fast Ti-deposition on gas recycling at the first wall and on fast ion losses in the GDT experiment //Journal of nuclear materials. 1999. Т. 265. № 1–2. С. 124–133.Bagryansky P. A. et al. Effect of fast Ti-deposition on gas recycling at the first wall and on fast ion losses in the GDT experiment // Journal of nuclear materials. 1999. Vol. 265. no. 1-2. P. 124–133.Soldatkina E. I., Bagryansky P. A., Solomakhin A. L. Influence of the radial profile of the electric potential on the confinement of a high-β two-component plasma in a gas-dynamic trap // Plasma Physics Reports. 2008. Т. 34. № 4. С. 259–264.Soldatkina E. I., Bagryansky P. A., Solomakhin A. L. Influence of the radial profile of the electric potential on the confinement of a high-β two-component plasma in a gas-dynamic trap // Plasma Physics Reports. 2008. Vol. 34. no. 4. P. 259–264.Bagryansky P. A. et al. Overview of ECR plasma heating experiment in the GDT magnetic mirror //Nuclear Fusion. 2015. Т. 55. №. 5. 053009.Bagryansky P. A. et al. Overview of ECR plasma heating experiment in the GDT magnetic mirror // Nuclear Fusion. 2015. Vol. 55. no. 5. 053009.Beklemishev A. D. et al. Vortex confinement of plasmas in symmetric mirror traps //Fusion science and technology. 2010. Т. 57. № 4. С. 351–360.Beklemishev A. D. et al. Vortex confinement of plasmas in symmetric mirror traps // Fusion science and technology. 2010. Vol. 57. no. 4. P. 351–360.Soldatkina E. I. et al. Measurements of axial energy loss from magnetic mirror trap //Nuclear Fusion. 2020. Т. 60. № 8. 086009.Soldatkina E. I. et al. Measurements of axial energy loss from magnetic mirror trap // Nuclear Fusion. 2020. Vol. 60. no. 8. 086009.Мирнов В.В., Ткаченко О. А. Распределение электростатического потенциала в газодинамической ловушке //Препринт 86-28 ИЯФ СО АН СССР – 1986.Mirnov V. V., Tkachenko O. A. The distribution of electrostatic potential in the gas dynamic trap // Preprint. 86-28 INP SB AS USSR, 1986. (in Russ.)

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