stringtranslate.com

Огромное тороидальное плазменное устройство

Огромное тороидальное плазменное устройство ( ETPD ) — это экспериментальное физическое устройство, размещенное в Базовом плазменном научном центре Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) . Ранее оно работало как Электрический токамак ( ET ) с 1999 по 2006 год и было известно как крупнейший токамак в мире [1], прежде чем было выведено из эксплуатации из-за отсутствия поддержки и финансирования. [2] Машина была переименована в ETPD в 2009 году. В настоящее время машина проходит модернизацию для перепрофилирования в общую лабораторию для экспериментальных исследований физики плазмы .

Как Электрический Токамак

Электрический токамак (ET) был последним из серии малых токамаков, построенных в 1998 году под руководством главного исследователя и конструктора Роберта Тейлора, профессора Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Машина была спроектирована как слабопольное (0,25 Тл ) магнитное устройство для термоядерного синтеза с большим соотношением сторон . Она состоит из 16 вакуумных камер, изготовленных из стали толщиной 1 дюйм, с большим радиусом 5 метров и малым радиусом 1 метр. ET был крупнейшим токамаком, когда-либо построенным в свое время, с вакуумной камерой немного большего размера, чем у Joint European Torus .

Первая плазма была получена в январе 1999 года. ET способен производить плазменный ток силой 45 килоампер и может создавать температуру плазмы электронов ядра 300 эВ . [3] [4]

Четыре набора независимых катушек необходимы для управления током OH ( омического нагрева ), вертикального равновесного поля, удлинения плазмы и формирования плазмы (D или обратного-D). Система OH обеспечивает 10 В·с с использованием источника питания 10 кА . Для горизонтального управления можно применять до 0,1 Т вертикального поля, и этого более чем достаточно для всех конфигураций плазмы, включая высокую бету. Дополнительный набор катушек обеспечивает небольшое горизонтальное поле для коррекции поля ошибки и вертикальной стабилизации плазмы. Все катушки расположены снаружи сосуда и изготовлены из алюминия .

Зонд Роговского снаружи сосуда и наборы зондов Холла внутри сосуда используются для контроля тока плазмы, положения и формы и используются в контуре обратной связи управления. Полоидальная система была разработана с использованием внутреннего кода равновесия, а также ряда других кодов для перекрестной проверки вычислений и оценки стабильности полученной плазмы.

Как и большинство токамаков , машина использует комбинацию радиочастотного нагрева и инжекции нейтрального пучка для возбуждения и формирования плазмы.

Вывод из эксплуатации в 2006 году

В 2006 году ET исчерпал финансирование и был выведен из эксплуатации после ухода Тейлора. Факторы, приведшие к потере финансирования, связаны с отсутствием обширной диагностики плазмы, его большими размерами и его местом в политике термоядерного синтеза. Когда он работал, ET финансировался в основном Министерством энергетики (DOE). [2]

Как огромное тороидальное плазменное устройство

В 2009 году Электрический токамак (ET) был переименован в Огромное тороидальное плазменное устройство (ETPD) и был перепрофилирован для фундаментальных плазменных исследований. Для ETPD был разработан плазменный источник на основе гексаборида лантана (LaB 6 ) [5] (аналогичный тому, который используется в Большом плазменном устройстве ), и он способен производить длинный столб намагниченной плазмы (~100 м), который многократно обматывается вдоль тороидальной оси машины. Было показано, что плазменный столб не имеет тока и заканчивается на нейтральном газе внутри камеры, не касаясь стенок машины. [6]

Типичные эксплуатационные параметры ЭТПД [7] :

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

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "2002-03_Annual Report" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-03 . Получено 2020-03-31 .
  2. ^ ab Taylor, Robert John (2014). «Отчет о закрытии программы токамака UCLA». doi : 10.2172/1117531 . OSTI  1117531. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  3. ^ Первичная плазма в электрическом токамаке.
  4. ^ Тейлор, Р. Дж.; Говро, Ж.-Л.; Гилмор, М.; Гурден, П.-А.; Лафонтиз, Д. Дж.; Шмитц, Л. В. (2002). "Первоначальные результаты плазмы из электрического токамака" . Ядерный синтез . 42 (1): 46. Bibcode :2002NucFu..42...46T. doi :10.1088/0029-5515/42/1/307. ISSN  0029-5515. S2CID  250866429.
  5. ^ Cooper, CM; Gekelman, W.; Pribyl, P.; Lucky, Z. (16 августа 2010 г.). «Новый источник плазмы на основе гексаборида лантана большой площади». Review of Scientific Instruments . 81 (8): 083503–083503–8. Bibcode : 2010RScI...81h3503C. doi : 10.1063/1.3471917. ISSN  0034-6748. PMID  20815604.
  6. ^ Купер, CM; Гекельман, W. (24 июня 2013 г.). «Прекращение действия намагниченной плазмы на нейтральном газе: конец плазмы». Physical Review Letters . 110 (26): 265001. Bibcode : 2013PhRvL.110z5001C. doi : 10.1103/PhysRevLett.110.265001 . PMID  23848883.
  7. ^ DeRose, KL; Cooper, C.; Pribyl, P.; Gekelman, W. (2008). "Измерение плазменной бета-частицы в огромном тороидальном плазменном устройстве (ETPD)" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 июля 2018 г. . Получено 26 июля 2008 г. .
  8. ^ Картер, ТА; Дорфман, С.; Винсена, С.; Гекельман, В.; Кляйн, К.; Хоус, Г.Г. «Высокочастотная бета-, горячая ионно-магнитная лабораторная плазма в LAPD и ETPD: перспективы изучения процессов, относящихся к космической и астрофизической плазме». CiteSeerX 10.1.1.709.6176 .  {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

Внешние ссылки

34°03′38″с.ш. 118°26′57″з.д. / 34,0606°с.ш. 118,4493°з.д. / 34,0606; -118,4493