Одной из основных задач исследований в области открытых ловушек является снижение продольных потерь частиц и энергии. Одним из новых методов подавления продольных потерь является динамическое многопробочное удержание вращающейся плазмы в магнитном поле с геликоидальной симметрией [1]. Теоретически предсказана экспоненциальная зависимость эффективности подавления потерь от длины участка с винтовым полем, приводящая к существенному повышению эффективного пробочного отношения в открытой ловушке [2]. Действующая на плазму сила, приводящая к повышению продольного градиента давления, зависит от доли запертых частиц и скорости вращения плазмы. Инверсия направления приводит к изменению направления действующей силы и, тем самым, к отсутствию эффекта винтового удержания.
Проверка данной концепции проводится на установке СМОЛА в ИЯФ СО РАН. Детальное описание установки приведено в [3]. Ранее была показана принципиальная возможность подавления потока плазмы винтовой магнитной пробкой и соответствие экспериментальных скейлингов теоретическим оценкам, наблюдалось 1,6-кратное повышение плотности плазмы в области удержания [4, 5].
В докладе представлены результаты исследования течения плазмы при различном направлении вращения плазмы в широком диапазоне плотности, соответствующим длине свободного пробега иона относительно кулоновских столкновений от одного периода винтового магнитного поля λ ~ h до полной длины винтовой магнитной системы λ ~ L. При направлении вращения, отвечающем улучшенному удержанию, подавление потока истекающей плазмы наблюдается во всём диапазоне плотности. Наличие эффекта винтового удержания при низкой плотности плазмы может отвечать возникновению аномальной столкновительности, вызванной двухпотоковой неустойчивостью. При инвертированном направлении вращения и продольной силы поток существенно зависит от плотности плазмы. Наибольший поток наблюдается при средних значениях плотности, отвечающих длине свободного пробега ионов относительно кулоновских столкновений λ ~ 3h.
В докладе также будут приведены результаты экспериментов с изменяемой скоростью вращения плазмы.
Авторы
- 1Судников А.В., 1Иванов И.А., 1Инжеваткина А.А., 1Поступаев В.В., 1Толкачев М.С., 2Устюжанин В.О., 1Черноштанов И.С.
- 1Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, A.V.Sudnikov@inp.nsk.su
- 2Новосибирский государственный университет