Огромное тороидальное плазменное устройство

Огромную тороидальной плазмы Устройство ( ETPD ) является экспериментальная физика устройства размещены на Basic Plasma Science Facility в Университете Калифорнии в Лос - Анджелесе (UCLA) . Ранее он работал как Электрический токамак ( ET ) с 1999 по 2006 год и был отмечен как крупнейший в мире токамак ^[1] до того, как был выведен из эксплуатации из-за отсутствия поддержки и финансирования. ^[2] В 2009 году машина была переименована в ETPD. В настоящее время она проходит модернизацию, чтобы превратить ее в общую лабораторию для экспериментальных исследований физики плазмы .

Как электрический токамак [ править ]

Электрический токамак
Технические характеристики
Вид сверху на электрический токамак.
Тип устройства	Токамак
Место расположения	Лос-Анджелес , Калифорния , США
Принадлежность	UCLA
Большой радиус	5 м (16 футов)
Малый радиус	1 м (3 фута 3 дюйма)
Объем плазмы	188 м ³
Магнитное поле	0,25 т (2,500 г)
Мощность нагрева	2 МВт
Плазменный ток	30–45 кА
История
Год (ы) эксплуатации	1999–2006

Электрический токамак (ET) был последним из серии небольших токамаков, построенных в 1998 году под руководством главного исследователя и конструктора Роберта Тейлора, профессора Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Устройство было разработано как термоядерное устройство с магнитным удержанием в слабом поле (0,25 Тл ) с большим соотношением сторон . Он состоит из 16 вакуумных камер, сделанных из стали толщиной 1 дюйм, с большим радиусом 5 метров и малым радиусом 1 метр. ET был самым большим токамаком, когда-либо построенным в то время, с вакуумным резервуаром немного больше, чем у Joint European Torus .

Первая плазма была получена в январе 1999 года. ET способен производить плазменный ток в 45 килоампер и может создавать остовную электронную плазму с температурой 300 эВ . ^[3]^[4]

Четыре набора независимых катушек необходимы для привода тока ОН ( омического нагрева ), вертикального равновесного поля, удлинения плазмы и формирования плазмы (D или обратное D). Система OH обеспечивает 10 В · с при использовании источника питания 10 кА . Для горизонтального управления можно использовать до 0,1 Тл вертикального поля, и этого более чем достаточно для всех плазменных конфигураций, включая высокую бета. Дополнительный набор катушек обеспечивает небольшое горизонтальное поле для коррекции поля ошибки и стабилизации плазмы по вертикали. Все змеевики расположены вне емкости и изготовлены из алюминия .

Роговский зонд вне сосуда и наборов датчиков Холла внутри судно, используется для контроля тока плазмы, положения и формирования и используется в цепи обратной связи управления. Полоидальная система была разработана с использованием собственного кода равновесия, а также множества других кодов для перекрестной проверки вычислений и оценки стабильности полученной плазмы.

Как и в большинстве токамаков , в машине используется комбинация высокочастотного нагрева и инжекции нейтрального луча для возбуждения и формирования плазмы.

Списание в 2006 г. [ править ]

В 2006 году у компании закончилось финансирование, и она была выведена из эксплуатации после ухода Тейлора на пенсию. Факторы, ведущие к потере финансирования, объясняются отсутствием обширной диагностики плазмы, ее большими размерами и ее местом в политике термоядерного синтеза. Когда он работал, ET финансировался в основном Министерством энергетики (DOE). ^[2]

Как гигантское тороидальное плазменное устройство [ править ]

В 2009 году Электрический токамак (ET) был переименован в Огромное тороидальное плазменное устройство (ETPD) и переоборудован для фундаментальных исследований плазмы. Источник плазмы гексаборида лантана (LaB ₆ ) был разработан для ETPD ^[5] (аналогичный тому, который используется в большом плазменном устройстве ), и способен производить длинный столб намагниченной плазмы (~ 100 м), который разматывается в несколько раз. раз по тороидальной оси станка. Было показано, что плазменный столб обесточен и оканчивается нейтральным газом внутри камеры, не касаясь стенок машины. ^[6]

Типичные рабочие параметры ETPD ^[7] :

Плотность: n ≤ 3 × 10 ¹³ см ⁻³
Электронная температура: 5 эВ <T _e <30 эВ
Ионная температура 1 эВ <T _i <16 эВ
Фоновое поле: B = 250 гаусс (25 мТл)
Бета плазмы : β ~ 1

ETPD в настоящее время находится в процессе модернизации (т.е. более крупные источники, ^[8] улучшенные диагностические возможности) для поддержки широкого спектра экспериментов по физике плазмы.

См. Также [ править ]

Большое плазменное устройство , линейное плазменное устройство, размещенное в том же помещении, что и ETPD.

Ссылки [ править ]

^ "2002-03_Годовой отчет" (PDF) . Проверено 31 марта 2020 .
^ a b «Отчет о завершении программы токамаков UCLA» . 2014 г.
^ Начальная плазма в электрическом токамаке.
^ Тейлор, RJ; Gauvreau, J.-L .; Гилмор, М .; Gourdain, P.-A .; ЛаФонтиз, диджей; Шмитц, LW (2002). «Первоначальные плазменные результаты от электрического токамака» . Ядерный синтез . 42 (1): 46. Bibcode : 2002NucFu..42 ... 46T . DOI : 10.1088 / 0029-5515 / 42/1/307 . ISSN 0029-5515 .
^ Купер, CM; Gekelman, W .; Прибыл, П .; Лаки, З. (16 августа 2010 г.). «Новый источник плазмы гексаборида лантана большой площади». Обзор научных инструментов . 81 (8): 083503–083503–8. Bibcode : 2010RScI ... 81h3503C . DOI : 10.1063 / 1.3471917 . ISSN 0034-6748 . PMID 20815604 .
^ Купер, CM; Гекельман, В. (24 июня 2013 г.). "Прерывание намагниченной плазмы нейтральным газом: конец плазмы" . Письма с физическим обзором . 110 (26): 265001. Bibcode : 2013PhRvL.110z5001C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.110.265001 . PMID 23848883 .
^ DeRose, KL; Купер, С .; Прибыл, П .; Гекельман, В. (2008). "Измерение бета плазмы в огромном тороидальном плазменном устройстве (ETPD)" (PDF) . Проверено 26 июля 2008 года .
^ Картер, TA; Дорфман, С .; Vincena, S .; Gekelman, W .; Klein, K .; Хоус, Г.Г. "Лабораторная плазма с высоким бета, горячими ионами, намагниченная в LAPD и ETPD: перспективы изучения процессов, относящихся к космической и астрофизической плазме". CiteSeerX 10.1.1.709.6176 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

Внешние ссылки [ править ]

«Монтаж и начальные испытания гнутого волновода электрического токамака» с фотографиями.
Домашняя страница электрического токамака UCLA
UCLA Tokamak Research

[1] "2002-03_Годовой отчет" (PDF) . Проверено 31 марта 2020 .

[:0-2] «Отчет о завершении программы токамаков UCLA» . 2014 г.

[3] Начальная плазма в электрическом токамаке.

[4] Тейлор, RJ; Gauvreau, J.-L .; Гилмор, М .; Gourdain, P.-A .; ЛаФонтиз, диджей; Шмитц, LW (2002). «Первоначальные плазменные результаты от электрического токамака» . Ядерный синтез . 42 (1): 46. Bibcode : 2002NucFu..42 ... 46T . DOI : 10.1088 / 0029-5515 / 42/1/307 . ISSN 0029-5515 .

[5] Купер, CM; Gekelman, W .; Прибыл, П .; Лаки, З. (16 августа 2010 г.). «Новый источник плазмы гексаборида лантана большой площади». Обзор научных инструментов . 81 (8): 083503–083503–8. Bibcode : 2010RScI ... 81h3503C . DOI : 10.1063 / 1.3471917 . ISSN 0034-6748 . PMID 20815604 .

[6] Купер, CM; Гекельман, В. (24 июня 2013 г.). "Прерывание намагниченной плазмы нейтральным газом: конец плазмы" . Письма с физическим обзором . 110 (26): 265001. Bibcode : 2013PhRvL.110z5001C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.110.265001 . PMID 23848883 .

[7] DeRose, KL; Купер, С .; Прибыл, П .; Гекельман, В. (2008). "Измерение бета плазмы в огромном тороидальном плазменном устройстве (ETPD)" (PDF) . Проверено 26 июля 2008 года .

[8] Картер, TA; Дорфман, С .; Vincena, S .; Gekelman, W .; Klein, K .; Хоус, Г.Г. "Лабораторная плазма с высоким бета, горячими ионами, намагниченная в LAPD и ETPD: перспективы изучения процессов, относящихся к космической и астрофизической плазме". CiteSeerX 10.1.1.709.6176 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

[1]