Теоретично досліджено властивості руху заряджених частинок, які є запертими на тороїдальній неоднорідності магнітного поля асиметричних тороїдальних магнітних пасток типу "торсатрон" та "геліотрон" з котушками полоїдального поля. Для таких конфігурацій характерним є складний спектр гармонік магнітного поля, у якому присутні гармоніки гвинтової, а також полоїдальної гофрировки магнітного поля. Знайдено умови, за яких заряджені частинки у такому торсатроні можуть запиратися на полоїдальній неоднорідності магнітного поля, що може привести до додаткових втрат частинок та енергії. Для торсатронних магнітних конфігурацій вказаного типу знайдено аналітичні вирази для адіабатичних інваріантів руху тороїдальних бананів та полоїдально-гофровано-запертих бананів.

Отримано рівняння, яке описує збудження ідеальних дрібномасштабних МГД-мод у плазмі скінченного тиску в тороїдальних магнітних уловлювачах з просторовою формою магнітної осі та гофрованим магнітним полем. За допомогою числового аналізу визначено зони збудження мод Мерсьє й ідеальних балонних мод та їх інкременти затухання з врахуванням гофрування. З'ясовано, що за режиму "reverse shear" утримання плазми існує можливість стабілізації плазми.

Подано огляд досліджень з теорії високотемпературної плазми та утримання і нагрівання її у магнітних пастках, виконаних у ХФТІ. Розглянуто роботи з інтегралів зіткнень у плазмі, з визначення спектрів та затухання хвиль в однорідній плазмі у магнітному полі, з теорії поширення, конверсії та поглинання електромагнітних хвиль у неоднорідній плазмі, з теорії високочастотного нагрівання плазми в магнітних пастках, з квазілінійної теорії взаємодії хвиль та частинок, а також з нелінійної теорії взаємодії хвиль з плазмою, теорії турбулентності. Наведено результати робіт з теорії утримання плазми в стелараторах (експериментальна програма виконується в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ), а саме з теорії та розрахунків вакуумних магнітних конфігурацій стелараторів та їхніх модифікацій, з теорії рівноваги, магнітогідродинамічної стійкості, утримання заряджених частинок та явищ переносу у стелараторах.

Досліджено явище насичення вибухової нестійкості іонно-температурно-градієнтної дрейфової моди поблизу межі лінійної нестійкості за рахунок формування дрібномасштабних когерентних структур із характерними розмірами близькими до ларморівського радіуса іонів. Просторову форму дрейфових структур отримано числовим моделюванням. Ці структури рухаються у напрямку діамагнітного дрейфу іонів і є періодичними в цьому напрямку. Водночас вони локалізовані у напрямку градієнта іонної температури та густини. Нелінійні дрейфові структури як елементи підкритичної дрейфової турбулентності визначають процеси переносу в токамаках поблизу межі маргінальної нестійкості.

Зроблено огляд теоретичних та експериментальних робіт з електромагнітних пасток, виконаних у ХФТІ за програмою "Юпітер". Наведено параметри установок та основні експериментальні результати. Обговорюються проблеми, пов'язані з ефективністю та стійкістю утримання плазми у багатощілинних електромагнітних пастках, їх переваги для створення термоядерного реактора на основі електромагнітної пастки.

Викладено історію виникнення і розвитку стелараторного напряму у відділенні фізики плазми Харківського фізико-технічного інституту, однієї з основних наукових програм Інституту - програми "Ураган". Підкреслюється роль, яку відіграли видатні вчені І.В. Курчатов, К.Д. Синельников та інші у становленні цієї програми. Вказано основні установки, що їх було збудовано в Інституті до 1987 року, й найбільш вагомі з отриманих фізичних результатів.

У рамках ідеальної магнітної гідродинаміки з урахуванням ефекту СЛР-іонів досліджено стійкість ідеальних жолобкових і балонних мод в анізотропній плазмі токамака, з гофрованим магнітним полем. За цих умов знайдено області збудження мод Мерс'є та ідеальних балонних мод, а також їх інкременти.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.631я431(0)

Шифр НБУВ: ІВ208260 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто малі коливання доменної межі (ДМ) у "магнітній пастці" під дією змінного магнітного поля. Установлено, що енергетичні втрати, обумовлені взаємодією ДМ із дефектами магнітної структури, можливі, якщо частота коливань зовнішнього поля перевершує величину щілини в законі дисперсії поверхневих спін-хвильових збурень ДМ. У межах прийнятої моделі одержані результати пояснюють розходження величин релаксаційних констант, визначених у процесі експериментів з вимірювання рухливості ДМ і феромагнітного резонансу.

Ключ. слова: tokamak plasma, parameters sensing, theoretical spectroscopy method
Індекс рубрикатора НБУВ: В333.631.1

Рубрики:

Токамакі

Шифр НБУВ: Ж24835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: HELIAS, stellarator, guiding center equations, guiding center distribution function, magnetic field resonance, electric field potential
Індекс рубрикатора НБУВ: В333.263 + В333.63

Рубрики:

Взаємодія електромагнітних хвиль з плазмою

Магнітне утримання плазми. Магнітні уловлювачі

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В условиях эрозионной стойкости электродов рассмотрена задача достижения требуемой скорости метаемого тела в самофорсирующемся магнитоплазменном рельсовом ускорителе заданной длины с учетом сил сопротивления. Проведена оптимизация размеров профиля электродов по критерию минимума тепловых потерь.

У процесі експериментальних досліджень квазіпрозорості хвильового бар'єра у неоднорідній слабкозамагніченій плазмі для хвиль, що належать до верхньогібридної дисперсійної гілки коливань, виявлено в певному частотному діапазоні аномальне проникнення коливань у бар'єр і вихід їх у плазму за ним. Дослідження цього ефекту показало, що він зумовлений збудженням і поширенням у плазмовій системі хвиль Бернштейна. Визначено особливості їх реалізації у плазмовій системі. Проаналізовано можливості існування механізмів квазіпрозорості та інформаційної прозорості плазмових хвильових бар'єрів за участі хвиль Бернштейна.

Показано, что при развитии неустойчивости за счет радиального градиента плотности в скрещенных электрическом и магнитном полях в установках УТС может возникнуть частичное упорядочение конвективных ячеек, представляющих собой крупномасштабные вихревые возмущения. Такая корреляция между вихрями обеспечивает аномальный радиальный перенос частиц. Приведено описание конвективной динамики электронов. Получено линейное дисперсионное соотношение для указанных вихревых возмущений, а также конвективно-диффузионное уравнение для упорядоченной структуры конвективных ячеек. Построена пространственная структура таких конвективных ячеек. Радиальные размеры этих конвективных ячеек зависят от их амплитуд и существенно зависят от радиального градиента плотности.

Induced particle transport by applying perturbations of the magnetic field with low poloidal "wave" numbers is studied by means of computer simulations. Reversed-shear operation regime for tokamaks is considered. The dependence of drift rotational angle transform profile on particle energy is calculated. The range of particle energies corresponding to reversed shear profile is defined. The removal of helium test particle from the plasma core to the periphery is demonstrated.

Одержано наближені вирази для інваріантів руху заряджених частинок плазми у стелараторі для двох випадків: для пролітних частинок і для частинок, що завжди залишаються локально захопленими головною фур'є-гармонікою магнітного поля. У цьому випадку використано метод перетворень Лі у неканонічних координатах для гамільтонових систем. Одержані інваріанти описують рух ведучого центра частинки за відсутності зіткнень і їх можна використовувати для знаходження орбіт швидких іонів і запису дрейфово-кінетичного рівняння. Знайдено також вирази для руху частинки по орбіті, що є необхідним для аналізу резонансів швидких іонів із хвилями.

The research on the basic physical factors influencing the compensation of self-fields of a high-current electron beam transported in azimuthal magnetic field using gradient drift was conducted. The magnetic field was produced by the current carrying conductor placed on the beam axis. The beam self-field compensation is provided by the plasma produced by the electron beam when it is injected into some rarified gas. It was shown, that under conditions of the experiments carried out by the authors, the transversal magnetic field considerably reduced the electron beam compensation degree. On the whole, the obtained results confirm the general concepts of the physical processes occurring in the beam-produced plasma when the beam is injected into some rarified gas. So, when solving some technical tasks associated with effective transport of a high-current relativistic electron beam, the parameters of the electron beam and those of the transport channel are to be matched carefully.

Нову високочастотну теоретичну схему рентгенівської спектроскопії використано у задачі детектування і діагностики параметрів плазми токамака de Fontenau-aux-Roses (TFR). Наведено нові дані параметрів плазми токамака та довжин хвиль переходів у сателітних спектрах He-подібних іонів Ar, Sc, V, які узгоджуються з даними TFR вимірювань.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.631.2

Рубрики:

Стеларатори

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

In the l = 3/m = 9 Uragan-3M (U-3M) torsatron with an open helical divertor and RF produced and heated plasmas, effects of H-mode transition on (i) diverted plasma flow (DPF) magnitude in the spacings between the helical coils and (ii) fast ion escape into DPF are studied by using arrays of plane Langmuir probes and electrostatic ion energy analyzers. Data have been obtained on how the amount and energy of lost ions change with transition in several field periods. A strong toroidal nonuniformity in ion loss has been observed. The island structure of the real U-3M magnetic configuration and the locality of RF power injection into the plasma are considered as possible reasons for such nonuniformity.