Токамак Chauffage Альфвен Бресильен

Токамак в Университете Сан-Паулу, Бразилия.

Фотография TCABR в Лаборатории физики плазмы USP.

Токамак Chauffage Alfvén Brésilien (TCABR) — токамак , расположенный в Университете Сан-Паулу ( USP ), Бразилия. ^{[1] [2]} TCABR — крупнейший токамак в южном полушарии и одно из устройств магнитного удержания, призванных продвигать научные знания в области термоядерной энергетики .

История

Первоначально TCABR был спроектирован и построен в Швейцарии, в Федеральной политехнической школе Лозанны ( EPFL ), и работал там с 1980 по 1992 год под названием Tokamak Chauffage Alfvén (TCA). ^[1] Основной задачей TCA была оценка и улучшение нагрева плазмы с помощью волн Альвена . В 1994 году машина была передана USP, пройдя модернизацию и добавив к своему названию Brésilien . Эксплуатация TCABR началась в 1999 году. ^[1]

Характеристики

3D виртуальная модель токамака TCABR.

Плазма TCABR состоит из водорода и имеет круглую форму. ^{[1] [3]} В общем случае ее разряды нагреваются омически, а ток плазмы в TCABR достигает . Малый и большой радиусы TCABR равны соответственно и , что дает соотношение сторон . Центральная электронная температура TCABR составляет около (т. е. ), а ее средняя электронная плотность составляет , в единицах . ^{[1] [3]} Другие параметры TCABR включают тороидальное магнитное поле , давление заполнения водородом , длительность разряда и длительность стационарной фазы около . ^[1] ${\displaystyle I_{P}\leq 100\ {\text{kA}}}$ ${\displaystyle a=18.0\;{\text{cm}}}$ ${\displaystyle R=61.5\;{\text{cm}}}$ ${\displaystyle A=R/a=3.4}$ ${\displaystyle k_{B}T_{e}\leq 650\ {\text{eV}}}$ ${\displaystyle T_{e}\sim 6\times 10^{6}\;{\text{K}}}$ ${\displaystyle 0.9\leq {\bar {n}}_{e0}\leq 3}$ ${\displaystyle 10^{19}\;{\text{m}}^{-3}}$ ${\displaystyle B_{0}\sim 1.1\;{\text{T}},}$ ${\displaystyle P_{H}\simeq 3\times 10^{-4}\;{\text{Pa}}}$ ${\displaystyle T_{D}\simeq 100\;{\text{ms}}}$ ${\displaystyle T\leq 60\;{\text{ms}}}$

Исследовательская программа

Текущая цель токамака TCABR включает изучение волн Альвена, ^{[1] [5] [6],} но не ограничивается этим. Другие области исследований: (i) характеристика магнитогидродинамических (МГД) неустойчивостей, ^{[1] [7]} (ii) изучение режимов с высоким ограничением, вызванных электрической поляризацией внешних электродов на краю плазмы, ^{[3] [7] [8]} (iii) исследование турбулентности края , ^{[3] [9]} и (iv) изучение полоидального и тороидального вращения плазмы с использованием оптической диагностики. ^{[1] [10] [11]} Команда TCABR также связана с теоретической группой, сосредоточенной на исследовании неустойчивостей и транспортных барьеров в токамаках и динамических системах . ^{[12] [13]}

Также проводится модернизация TCABR. ^{[14] [15] [16]} Будет установлен набор из 108 катушек RMP для управления и изучения локализованных на краю мод ( ELM ). Будут добавлены новые формирующие катушки, что обеспечит большую гибкость в плазменных конфигурациях (например, конфигурации с одним нулевым, двойным нулевым, снежинкой и отрицательной треугольностью). ^[16] Внутренняя стенка вакуумной камеры TCABR будет оснащена графитовыми плитками для уменьшения отложения примесей и потери энергии в плазме.

Ссылки

1. Galvão, RM O.; Амадор, CH S.; Бакеро, Вашингтон; Борхес, Ф.; Калдас, Иллинойс; Куэвас, Н. А. М.; Дуарте, В.Н.; Елфимов, А.Г.; Элизондо, Дж.И.; Фонсека, AM М.; Джермано, ТМ; Гренфелл, Г.Г.; Гимарайнш-Фильо, ZO; Джеронимо, JL; Кузнецов Ю.К.; Манрике, Массачусетс М.; Насименто, IC; Пирес, CJ A.; Апулия, PG П.; Рейс, АП; Рончи, Г.; Ручко, Л. Ф.; Де Са, WP; Сгалла, Р.Дж. Ф.; Санада, ЕК; Северо, Дж. Х. Ф.; Теодоро, ВК; Туфен, Д.Л. (2015). «Отчет о последних результатах, полученных в TCABR». Журнал физики: Серия конференций . 591 (1): 012001. Bibcode : 2015JPhCS.591a2001G. doi : 10.1088/1742-6596/591/1/012001 . S2CID  124858345.
2. де Са, Вандерли Пирес. «TCABR Wiki» . Проверено 6 июня 2022 г.
3. Гренфелл, Г.Г.; Насименто, IC; Оливейра, Д.С.; Гимарайнш-Фильо, ZO; Элизондо, Дж.И.; Рейс, АП; Гальван, РМО; Бакеро, ВАХ; Оливейра, AM; Рончи, Г.; Де Са, WP; Северо, JHF; Команда Т ЦАБР (2018). «Доступ к H-режиму и роль спектрального сдвига при смещении электродов в токамаке TCABR». Физика плазмы . 25 (7): 072301. Бибкод : 2018PhPl...25g2301G. дои : 10.1063/1.5029561. S2CID  125657283.
4. Рончи, Гилсон (2 марта 2017 г.). Estudo de perfis de pressão no Tokamak TCABR (Диссертация Doutorado em Física) (на португальском языке). Сан-Паулу: Университет Сан-Паулу. doi : 10.11606/t.43.2017.tde-22022017-125032 .
5. Ручко, Л. Ф.; Озоно, Э.; Гальван, РМО; Насименто, IC; Дегаспери, FT; Лерш, Э. (1998). «Усовершенствованная антенная система для нагрева альфвеновской плазмы и возбуждения тока в токамаке TCABR». Термоядерная инженерия и дизайн . 43 : 15–28. дои : 10.1016/S0920-3796(98)00260-9.
6. Елфимов, АГ (2009). "Влияние кинетических ионов на геодезические акустические моды Альвена в токамаках". Физика плазмы . 16 (3): 034501. Bibcode : 2009PhPl...16c4501E. doi : 10.1063/1.3081547.
7. Насименто, IC; Кузнецов Ю.К.; Гимарайнш-Фильо, ZO; Эль Чамаа-Нето, И.; Усуриага, О.; Фонсека, АММ; Гальван, РМО; Калдас, Иллинойс; Северо, JHF; Семенов И.Б.; Рибейро, К.; Хеллер, MVP; Беллинтани, В.; Элизондо, Дж.И.; Санада, Э. (2007). «Подавление и возбуждение МГД-активности электрически поляризованным электродом на краю плазмы токамака TCABR». Ядерный синтез . 47 (11): 1570–1576. Бибкод : 2007NucFu..47.1570N. дои : 10.1088/0029-5515/47/11/019. S2CID  54829018.
8. Насименто, IC; Кузнецов Ю.К.; Северо, JHF; Фонсека, АММ; Елфимов А.; Беллинтани, В.; Мачида, М.; Хеллер, MVAP; Гальван, РМО; Санада, ЕК; Элизондо, Дж.И. (2005). «Удержание плазмы с помощью смещенного электрода в токамаке TCABR». Ядерный синтез . 45 (8): 796–803. Бибкод : 2005NucFu..45..796N. дои : 10.1088/0029-5515/45/8/005. S2CID  56342265.
9. Гимарайнш-Фильо, ZO; Калдас, Иллинойс; Виана, РЛ; Куртс, Дж.; Насименто, IC; Кузнецов, Ю.К. (2008). «Количественный анализ повторяемости электростатических колебаний в термоядерной плазме». Буквы по физике А. 372 (7): 1088–1095. Бибкод : 2008PhLA..372.1088G. doi :10.1016/j.physleta.2007.07.088.
10. Северо, JHF; Насименто, IC; Цыпин В.С.; Гальван, РМО (2003). «Остаточное вращение плазмы в токамаке TCABR». Ядерный синтез . 43 (10): 1047–1056. Бибкод : 2003NucFu..43.1047S. дои : 10.1088/0029-5515/43/10/005. S2CID  250738978.
11. Severo, JH F.; Canal, GP; Ronchi, G.; Andrade, NB; Fernandes, T.; Ikeda, MY; Collares, MP; Galvão, RM O.; Nascimento, IC; Tendler, M. (2021). "Обзор исследований вращения плазмы на токамаке TCABR". Plasma Physics and Controlled Fusion . 63 (7): 075001. Bibcode : 2021PPCF...63g5001S. doi : 10.1088/1361-6587/abf955. S2CID  235293558.
12. Маркус, ФА; Калдас, Иллинойс; Гимарайнш-Фильо, ZO; Моррисон, Пи Джей; Хортон, В.; Кузнецов, Ю. К.; Насименто, IC (2008). «Уменьшение хаотического переноса частиц, вызванного дрейфовыми волнами в поперечных потоках». Физика плазмы . 15 (11): 112304. Бибкод : 2008ФПл...15к2304М. дои : 10.1063/1.3009532.
13. де Соуза, Мейрилен Каэтано; Медейрос, «Эвертон»; Кальдас, Ибере Луис (6 июня 2022 г.). «Сайт группы контроля колебаний».
14. Сантос, АО; Комацу, В.; Канал, врач общей практики; Северо, JHF; Де Са, WP; Кассаб, Ф.; Феррейра, JG; Де Андраде, MCR; Пикейра, JRC; Насименто, IC; Гальвао, РМО (2020). «Разработка сильноточных источников питания для токамака ТКАБР». Термоядерная инженерия и дизайн . 159 : 111698. doi : 10.1016/j.fusengdes.2020.111698. S2CID  224884509.
15. Канал, ГП (6 июня 2022 г.). «Обзор модернизации токамака TCABR» (PDF) . 12-е техническое совещание МАГАТЭ по управлению, сбору данных и удаленному участию в исследованиях термоядерного синтеза (2019 г.).{{cite web}}: CS1 maint: location (link)
16. Canal, GP (6 июня 2022 г.). «Модернизация токамака TCABR для изучения подавления ELM в лагерях RMP» (PDF) . Национальная комиссия по ядерной энергии, 1-й национальный семинар по атомной энергии (2021 г.).{{cite web}}: CS1 maint: location (link)