1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 49, № 12, 2023

Физика плазмы, 2023, T. 49, № 12, стр. 1317-1326

ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА НА СТЕНКУ ТОКАМАКА ГЛОБУС-М2 ИЗ-ЗА ПОТЕРЬ БЫСТРЫХ ИОНОВ ВО ВРЕМЯ ТОРОИДАЛЬНЫХ АЛЬФВЕНОВСКИХ МОД

Н. Н. Бахарев a, *, И. М. Балаченков a, В. И. Варфоломеев a, В. К. Гусев a, Е. О. Киселев a, Г. С. Курскиев a, А. Д. Мельник a, В. Б. Минаев a, И. В. Мирошников a, Ю. В. Петров a, Н. В. Сахаров a, О. М. Скрекель a, А. Ю. Тельнова a, В. А. Токарев a, Е. А. Тюхменева a, Ф. В. Чернышев a, П. Б. Щеголев a, А. Ю. Яшин a

a Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: bakharev@mail.ioffe.ru

Поступила в редакцию 04.07.2023
После доработки 06.09.2023
Принята к публикации 25.09.2023

Аннотация

Описаны результаты экспериментов, проведенных на токамаке Глобус-М2, направленных на изучение потерь быстрых ионов на внешнюю стенку токамака из-за их взаимодействия с тороидальными альфвеновскими модами. Экспериментально измерен локальный нагрев графитовых пластин, а также рассчитан соответствующий тепловой поток. Показано, как моделирование орбит теряемых частиц объясняет особенности пространственного распределения нагрева стенки. Изучена зависимость потока теряемых быстрых частиц на стенку от амплитуды неустойчивости. Продемонстрировано, что моделирование предсказывает похожую зависимость, а также связывает ее характер с особенностью пространственного распределения быстрых ионов.

Ключевые слова: тороидальные альфвеновские моды, быстрые ионы, сферический токамак, нейтральная инжекция, тепловизор

Список литературы

  1. Chen L., Zonca F. // Reviews of Modern Physics. 2016. T. 88. № 1. C. 015008.

  2. McClements K.G., Fredrickson E.D. // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2017. T. 59. № 5. C. 053001.

  3. Heidbrink W.W., White R.B. Mechanisms of energetic-particle transport in magnetically confined plasmas // Physics of Plasmas. 2020. T. 27. № 3. C. 030901.

  4. Петров Ю.В., Бахарев Н.Н., Буланин В.В., Гусев В.К., Курскиев Г.С., Мартынов А.А., Медведев С.Ю., Минаев В.Б., Патров М.И., Петров А.В., Сахаров Н.В., Щеголев П.Б., Тельнова А.Ю., Толстяков С.Ю., Яшин А.Ю. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 675–684.

  5. Petrov Yu.V., Bakharev N.N., Gusev V.K., Minaev V.B., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Patrov M.I, Sakharov N.V., Tolstyakov S.Yu. and Shchegolev P.B. // Journal of Plasma Physics. 2015. T. 81. № 6. C. 515810601.

  6. Bakharev N.N., Chernyshev F.V., Goncharov P.R., Gu-sev V.K., Iblyaminova A.D., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Minaev V.B., Mironov M.I., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Tolstya-kov S.Yu., Zadvitskiy G.V. // Nucl. Fusion. 2015. T. 55. C. 043023.

  7. Bakharev N.N., Balachenkov I.M., Chernyshev F.V., Gusev V.K., Ilyasova M.V., Khilkevitch E.M., Khromov N.A., Kiselev E.O., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Minaev V.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Shevelev A.E., Skre-kel O.M., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tukhmeneva E.A., Varfolomeev V.I., Yashin A.Yu., Zabrodsky V.V. TAE-induced fast ion losses and transport at the Globus-M/M2 spherical tokamaks // Physics of Plasmas. 2023. T. 30. C. 072507.

  8. Балаченков И.М., Петров Ю.В., Гусев В.К., Баха-рев Н.Н., Буланин В.В., Варфоломеев В.И., Жиль-цов Н.С., Киселев Е.О., Курскиев Г.С., Минаев В.Б., Патров М.И., Петров А.В., Пономаренко А.М., Сахаров Н.В., Тельнова А.Ю., Токарев В.А., Хромов Н.А., Щеголев П.Б., Яшин А.Ю. // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46. № 23. C. 3–7.

  9. Балаченков И.М., Бахарев Н.Н., Варфоломеев В.И., Гусев В.К., Ильясова М.В., Курскиев Г.С., Минаев В.Б., Патров М.И., Петров Ю.В., Сахаров Н.В., Скре-кель О.М., Тельнова А.Ю., Хилькевич Е.М., Шеве-лев А.Е., Щеголев П.Б. // Журнал технической физики. 2022. T. 92. № 1. С. 45–51.

  10. Minaev V.B., Gusev V.K., Sakharov N.V., Varfolomeev V.I., Bakharev N.N., Belyakov V.A., Bondarchuk E.N., Brunkov P.N., Chernyshev F.V., Davydenko V.I., Dyachen-ko V.V., Kavin A.A., Khitrov S.A., Khromov N.A., Kise-lev E.O., Konovalov A.N., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Labusov A.N., Melnik A.D., Mineev A.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Rozhan-sky V.A., Saveliev A.N., Senichenkov I.Yu., Shchego-lev P.B., Shcherbinin O.N., Shikhovtsev I.V., Sladkomedova A.D., Solokha V.V., Tanchuk V.N., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu. and Zhilin E.G. // Nuclear Fusion. 2017. T. 57. № 6. C. 066047.

  11. Petrov Yu.V., Gusev V.K., Sakharov N.V., Minaev V.B., Varfolomeev V.I., Dyachenko V.V., Balachenkov I.M., Bakharev N.N., Bondarchuk E.N., Bulanin V.V., Chernyshev F.V., Iliasova M.V., Kavin A.A., Khilkevich E.M., Khromov N.A., Kiselev E.O., Konovalov A.N., Kornev V.A., Krikunov S.V., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Miroshni-kov I.V., Novokhatsky A.N., Zhiltsov N.S., Patrov M.I., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Shulyatiev K.D., Shchegolev P.B., Shevelev A.E., Skrekel O.M., Telno-va A.Yu., Tukhmeneva E.A., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Voronin A.V., Yashin A.Yu., Bagryansky P.A., Zhilin E.G., Goryainov V.A. // Nuclear Fusion. 2022. T. 62. № 4. C. 042009.

  12. Бахарев Н.Н., Балаченков И.М., Варфоломеев В.И., Воронин А.В., Гусев В.К., Дьяченко В.В., Ильясова М.В., Киселев Е.О., Коновалов А.Н., Курскиев Г.С., Мельник А.Д., Минаев В.Б., Мирошников И.В., Новохацкий А.Н., Патров М.И., Петров Ю.В., Сахаров Н.В., Скрекель О.М., Тельнова А.Ю., Токарев В.А., Толстяков С.Ю., Тюхменева Е.А., Хилькевич Е.М., Хромов Н.А., Чернышев Ф.В., Чугунов И.Н., Шевелев А.Е., Щеголев П.Б. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 7. С. 579.

  13. Telnova A.Y., Minaev V.B., Shchegolev P.B., Bakha-rev  N.N., Shikhovtsev I.V., & Varfolomeev V.I. // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2019. T. 1400. № 7. C. 077015.

  14. Гусев В.К., Деч А.В., Есипов Л.А., Минаев В.Б., Барсуков А.Г., Игонькина Г.Б., Кузнецов В.В., Панасенков А.А., Соколов М.М., Тилинин Г.Н., Лупин А.В., Марков В.К. // ЖТФ. 2007. Т. 7. № 9. С. 28.

  15. Сахаров Н.В., Воронин А.В., Гусев В.К., Кавин А.А., Каменщиков С.Н., Лобанов К.М., Минаев В.Б., Новохацкий А.Н., Патров М.И., Петров Ю.В., Щего-лев П.Б. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. № 12. С. 115.

  16. Извозчиков А.Б., Петров М.П., Петров С.Я., Чернышев Ф.В., Шустов И.В. // Журнал технической физики. 1992. Т. 37. № 2. С. 157.

  17. Bakharev N.N., Melnik A.D., Chernyshev F.V. Review of the NPA Diagnostic Application at Globus-M/M2 // Atoms. 2023. T. 11. № 3. C. 53.

  18. Bakharev N.N., Balachenkov I.M., Chernyshev F.V., Gusev V.K., Kiselev E.O., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Minaev V.B., Mironov M.I., Nesenevich V.G., Petrov Y.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Skrekel O.M., Telno-va A.Y., Tukhmeneva E.A., Varfolomeev V.I. // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2021. T. 63. № 12. C. 125036.

  19. Буланин В.В., Балаченков И.М., Варфоломеев В.И., Гусев В.К., Курскиев Г.С., Минаев В.Б., Патров М.И., Петров А.В., Петров Ю.В., Пономаренко А.М., Тельнова А.Ю., Щеголев П.Б., Яшин А.Ю. // ПЖТФ. 2021. Т. 47. № 4. С. 41.

  20. Larionova M.M., Miroshnikov I.V., Gusev V.K., Mina-ev V.B., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Schegolev P.B., Telnova A.Yu., Bakharev N.N. // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2019. T. 1400. № 7. C. 077018.

  21. Тельнова А.Ю., Мирошников И.В., Митранкова М.М., Бахарев Н.Н., Гусев В.К., Жильцов Н.С., Киселев Е.О., Курскиев Г.С., Минаев В.Б., Петров Ю.В., Саха-ров Н.В., Щеголев П.Б., Тюхменева Е.А. // ПЖТФ. 2021. Т. 47. № 9. С. 25.

  22. Bakharev N.N., Chernyshev F.V., Gusev V.K., Kiselev E.O., Kurskiev G.S., Larionova M.I., Melnik A.D., Mina-ev V.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Skrekel O.M., Telno-va A.Yu., Tukhmeneva E.A., Varfolomeev V.I. // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2020. T. 62. № 12. C. 125010.

  23. Курскиев Г.С., Толстяков С.Ю., Березуцкий A.А., Гусев В.К., Кочергин М.М., Минаев В.Б., Мухин Е.Е., Патров М.И., Петров Ю.В., Сахаров Н.В., Семе-нов В.В., Чернаков П.В. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2012. № 2. С. 81.

  24. Tukhmeneva E.A., Tolstyakov S.Yu., Kurskiev G.S., Gusev V.K., Minaev V.B., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Telnova A.Yu., Bakharev N.N., Shegolev P.B., Kiselev E.O. // Plasma Science and Technology. 2019. T. 21. № 10. C. 105104.

  25. Тюхменева Е.А., Бахарев Н.Н., Варфоломеев В.И., Гусев В.К., Жильцов Н.С., Киселев Е.О., Курскиев Г.С., Минаев В.Б., Петров Ю.В., Сахаров Н.В., Сладкомедова А.Д., Тельнова А.Ю., Толстяков С.Ю., Щеголев П.Б. // ПЖТФ. 2021. Т. 47. № 2. С. 9.

  26. Lao L.L., John H.St., Stambaugh R.D., Kellman A.G., Pfeiffer W. Reconstruction of current profile parameters and plasma shapes in tokamaks // Nuclear Fusion. 1985. T. 25. № 11. C. 1611.

  27. Sigmar D.J., Hsu C.T., White R., Cheng C.Z. //Physics of Fluids B: Plasma Physics. 1992. T. 4. № 6. C. 1506.

  28. Pankin A., McCune D., Andre R., Bateman G., & Kritz A. // Computer Physics Communications. 2004. T. 159. № 3. C. 157.

  29. Cole K., Beck J., Haji-Sheikh A., & Litkouhi B. Heat conduction using Greens functions. – Taylor & Francis, 2010.

  30. Залавутдинов Р.Х., Городецкий А.Е., Захаров А.П., Гусев В.К., Новохацкий А.Н. // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Термоядерный синтез. 2011. № 1. С. 39.

  31. Bakharev N.N., Bulanin V.V., Chernyshev F.V., Gu-sev V.K., Khromov N.A., Kiselev E.O., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Minaev V.B., Mironov M.I., Miroshni-kov I.V., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Sakha-rov N.V., Shchegolev P.B., Sladkomedova A.D., Solo-kha V.V., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu. and Yashin A.Yu. // Nuclear Fusion. 2018. T. 58. № 12. C. 126029.

  32. García-Muñoz M., Hicks N., van Voornveld R., Clas-sen I.G.J., Bilato R., Bobkov V., Brambilla M., Brued-gam M., Fahrbach H.-U., Igochine V., Jaemsae S., Maraschek M., Sassenberg K. and the ASDEX Upgrade Team // Nuclear fusion. 2010. T. 50. № 8. C. 084004.

  33. Heidbrink W.W., Collins C.S., Podesta M., Kramer G.J., Pace D.C., Petty C.C., Stagner L., Van Zeeland M.A., White R.B. and Zhu Y.B. // Physics of Plasmas. 2017. T. 24. № 5. C. 056109.

  34. Heidbrink W.W. // Physics of Plasmas. 2008. T. 15. № 5. C. 055501.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал