Spontaneous and Induced Transient Processes in Plasma of the L-2M Stellarator in High-Power ECR Heating Regime

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Comparative analysis of time evolutions of plasma macro- and microparameters during spontaneousand induced transient processes in the classical quasi-stationary stellarator L-2M is presented. Plasmaheating was performed in the electron cyclotron resonance heating (ECRH) regime at the second harmonicof electron gyrofrequency under conditions of high specific energy input in the power range of0.8−2MW/m3. Spontaneous transient processes are observed at constant heating powers, and induced onesare initiated by a stepwise increase or decrease in heating power. Correlation between time evolutions ofplasma macroparameters (primarily the energy lifetime) and the parameters of plasma turbulence is searched.Physical models of the phenomena that determine dynamic changes in plasma macroparameters are presented.Analysis of the data of high-frequency diagnostics made it possible to clear up the action of MHD andkinetic instabilities on transient processes in the stellarator hot plasma, as well as the role of plasma-wallinteraction.

Sobre autores

D. Vasilkov

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences; Bauman Moscow State Technical University

Autor responsável pela correspondência
Email: lhdlhd81@mail.ru
Rússia, Moscow, 119991; Moscow, 105005

V. Borzosekov

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: lhdlhd81@mail.ru
Rússia, Moscow, 119991

N. Skvortsova

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences; MIREA — Russian Technological University

Email: lhdlhd81@mail.ru
Rússia, Moscow, 119991; Moscow, 119454

N. Kharchev

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences; National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: lhdlhd81@mail.ru
Rússia, Moscow, 119991; Moscow, 123182

Bibliografia

  1. Yamada H., Harris J. H., Dinklage A., Ascasibar E., Sano F., Okamura S., Talmadge J., Stroth U., Kus A., Murakami S., Yokoyama M., Beidler C.D., Tribaldos V., Watanabe K.Y. and Suzuki Y. // Nucl. Fusion. 2005. V. 45. 1684.
  2. Fujisawa A., Iguchi H., Minami T., Yoshimura Y., Sanuki H., Itoh K., Lee S., Tanaka K., Yokoyama M., Kojima M., Itoh S.-I., Okamura S., Akiyama R., Ida K., Isobe M., Morita S., Nishimura S., Osakabe M., Shimizu A., Takahashi C., Toi K., Hamada Y., Matsuoka K. and Fujiwara M. // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. P. 2669–2672.
  3. Yoshimura Y., Kasahara H., Tokitani M., Sakamoto R., Ueda Y., Ito S., Okada K., Kubo S., Shimozuma T., Igami H., Takahashi H., Tsujimura T.I., Makino R., Kobayashi S., Mizuno Y., Akiyama T., Ashikawa N., Masuzaki S., Motojima G., Shoji M., Suzuki C., Tanaka H., Tanaka K., Tokuzawa T., Tsuchiya H., Yamada I., Goto Y., Yamada H., Mutoh T., Komori A., Takeiri Y. and the LHD Experiment Group. // Nucl. Fusion. 2016. V. 56. 046005.
  4. Eguilior S., Castejón F., Luna E. de la, Cappa A., Likin K., Fernández A. and TJ-II Team // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2003. V. 45. P. 105.
  5. Milligen B. Ph. van, Estrada T., Garcıa L., Lopez Bruna D., Carreras B.A., Xu Y., Ochando M., Hidalgo C., Reynolds-Barredo J. M., Lopez Fraguas A. and the TJ-II Team // Nuclear Fusion. 2016. V. 56. 016013.
  6. Батанов Г.М., Бережецкий М.С., Борзосеков В.Д., Васильков Д.Г., Вафин И.Ю., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Ларионова Н.Ф., Летунов А.А., Логвиненко В.П., Малахов Д.В., Мещеряков А.И., Петров А.Е., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К., Харчевский А.А., Хольнов Ю.В., Щепетов С.В. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 666–672.
  7. Коврижных Л.М. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 1070–1078.
  8. Коврижных Л.М. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 17–29.
  9. Пастухов В.П. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 808–823.
  10. Abrakov V.V., Akulina D.K., Andryukhina E.D., Batanov G.M., Berezhetskij M.S., Danilkin I.S., Donskaya N.P., Fedyanin O.I., Gladkov G.A., Grebenshchikov S.E., Harris J.H., Kharchev N.K., Kholnov Yu.V., Kolik L.V., Kovrizhnykh L.M., Larionova N.F., Letunov A.A., Likin K.M., Lyon J.F., Meshcheryakov A.I., Nechaev Yu.I., Petrov A.E., Sarksyan K.A. and Sbitnikova I.S. // Nucl. Fusion. 1997. V. 37. P. 233.
  11. Мещеряков А.И., Вафин И.Ю. // Успехи прикладной физики. 2015. Т. 3. № 2. С. 145–149.
  12. Kharchev N.K., Batanov G.M., Berezhetskii M.S., Borzosekov V.D., Fedyanin O.I., Grebenshchikov S.E., Grishina I.A., Khol’nov Yu.V., Kolik L.V., Konchekov E.M., Kovrizhnykh L.M., Larionova N.F., Malakhov D.V., Meshcheryakov A.I., Petrov A.E., Pleshkov E.I., Sarksyan K.A., Shchepetov S.V., Skvortsova N.N., Stepakhin V.D., Vafin I.Yu., Vasilkov D.G. and Voronov G.S. // Plasma and Fusion Research. 2011. V. 6. 2402142.
  13. Gusakov E.Z., Popov A.Yu., Meshcheryakov A.I., Grishina I.A., Tereshchenko M.A. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. 122112.
  14. Щепетов С.В., Хольнов Ю.В. и Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. С. 151.
  15. Суворов Е.В., Фрайман А.А. // Физика плазмы. 1980. Т. 6. С. 1161–1166.
  16. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Колик Л.В., Малахов Д.В., Петров А.Е., Пшеничников А.А., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2011. № 2. С. 70.
  17. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Коврижных Л.М., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Малахов Д.В., Петров А.Е., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. С. 511.
  18. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Васильков Д.Г., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Малахов Д.В., Вафин И.Ю., Петров А.Е., Сарксян К.А., Сахаров А.С., Степахин В.Д., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. С. 707.
  19. Горшенин А.К., Королев В.Ю., Малахов Д.В., Скворцова Н.Н. Программа робастного анализа временных рядов длинноволновой турбулентности в тороидальных плазменных установках. Св-во 2012610645 10 января 2012.
  20. Борзосеков В.Д., Смирнов В.А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021617541 Российская Федерация. Программа спектрально-корреляционного и вейвлет-анализа параметров коротковолновой и длинноволновой плазменной турбулентности на стеллараторе Л-2М : № 2021615229.
  21. Васильков Д. Г., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. C. 731.
  22. Wagner F., Baldzuhn J., Brakel R., Burhenn R., Erckmann V., Estrada T., Grigull P., Hartfuss H. J., Herre G., Hirsch M., Hofmann J.V., Jaenicke R., Rudyj A., Stroth U. and Weller A. // Plasma Phys. Control. Fusion. 1994. V. 36. A61.
  23. Vasilkov D.G., Grebenshchikov S.E., Grishina I.A., Ivanov V.A., Meshcheryakov A.I., Petrova M.N. and Kharchev N.K. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2055. 012005.
  24. Vasil’kov D.G. and Kharchev N.K. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. P. 1443.
  25. Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Lysenko S.E., Meshcheryakov A.I., Kharchev N.K., Vasilkov D.G., Grebenshchikov S.E., Kasyanova N.V., Cherkasov S.V., Vafin I.Yu., Eliseev L.G., and Sychugov D.Yu. // Plasma Phys. Reports. 2024. V. 50. P. 552.
  26. Andreev V.F., Borschegovskij A.A., Chistyakov V.V., Dnestrovskij Yu.N., Gorbunov E.P., Kasyanova N.V., Lysenko S.E., Melnikov A.V., Myalton T.B., Roy I.N., Sergeev D.S. and Zenin V.N. Experimental study of density pump-out effect with on-axis electron cyclotron resonance heating at the T-10 tokamak // Plasma Phys. Control. Fusion 2016. V. 58. 055008.
  27. Воронов Г.С., Акулина Д.К., Батанов Г.М., Бережецкий М.С., Васильков Д.Г., Вафин И.Ю., Воронова Е.В., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Колик Л.В., Ларионова Н.Ф., Логвиненко В.П., Малахов Д.В., Мещеряков А.И., Нечаев Ю.И., Петров А.Е., Сарксян К.А., Саенко В.В., Скворцова Н.Н., Федянин О.И., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В., Щепетов С.В. // Физика плазмы. 2010. Т. 36. С. 595.
  28. Vasilkov D.G., Tereshchenko M.A. // Plasma Physics Reports. 2022. V. 48. P. 71
  29. Васильков Д.Г., Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Вафин И.Ю., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Иванов В.А., Летунов А.А., Логвиненко В.П., Мещеряков А. И., Петрова М.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. 2020. Т. 43. Вып. 3. С. 79.
  30. Щепетов С.В., Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 602.
  31. Nezlin M.V., Snezhkin E.N. Rossby Vortices, Spiral Structures, Solitons. Astrophysics and Plasma Physics in Shallow Water Experiments. Springer Series in Nonlinear Dynamics. Springer-Verlag. 1993.
  32. Kharchev N.K., Skvortsova N.N., Sarksyan K.A. Stochastic structures in low-frequency plasma turbulence: measurement of characteristics and determination of general features // Journal of Mathematical Sciences. 2001. 106. P. 2691.
  33. Батанов Г.М., Бенинг В.Е., Королев В.Ю., Петров А.Е., Пшеничников А.А., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В., Окубо К., Шимозума Т., Иошимора И., Кубо С., Санчез И., Эстрада Т., ван Миллиген Б.Ф. Структурная плазменная низкочастотная турбулентность в стеллараторах // Стохастические модели структурной плазменной турбулентности. М.: Макс Пресс. С. 92.
  34. Shchepetov S.V., Kholnov Yu.V. and Vasilkov D.G. // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1094. 012012.
  35. Skvortsova N.N., Chirkov A.Yu., Kharchevsky A.A., Malakhov D.V., Gorshenin A.K. and Korolev V.Yu. // Journal of Physics: Conference Series. 2016. V. 666. 012007.
  36. Пастухов В.П., Кирнева Н.А., Смирнов Д.В. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 12. С. 1072.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024