Огромное тороидальное плазменное устройство - Enormous Toroidal Plasma Device

В Огромное тороидальное плазменное устройство (ETPD) является экспериментальная физика устройство, размещенное в Центре фундаментальных исследований плазмы на Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA). Ранее он работал как Электрический токамак (ET) в период с 1999 по 2006 год и был отмечен как крупнейший в мире токамак[1] до вывода из эксплуатации из-за отсутствия поддержки и финансирования.[2] В 2009 году машина была переименована в ETPD. В настоящее время машина проходит модернизацию, чтобы превратить ее в общую лабораторию для экспериментальных исследований. физика плазмы исследование.

Как электрический токамак

Электрический токамак
Электрический токамак.jpg
Вид сверху на электрический токамак.
Тип устройстваТокамак
Место расположенияЛос-Анджелес, Калифорния, нас
ПринадлежностьUCLA
Технические характеристики
Большой радиус5 м (16 футов)
Малый радиус1 м (3 фута 3 дюйма)
Объем плазмы188 м3
Магнитное поле0,25 т (2,500 г)
Мощность нагрева2 МВт
Плазменный ток30–45 кА
История
Год (ы) эксплуатации1999 – 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. Машина была разработана для работы в низком поле (0,25 Т ) термоядерный синтез с магнитным удержанием устройство с большим соотношение 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 Совместный европейский тор.

Первая плазма была получена в январе 1999 года. ET способен производить ток плазмы 45 килоамперы и может произвести ядро электрон плазма температура из 300 эВ.[3][4]

Четыре набора независимых катушек необходимы для OH (омический нагрев ) токовый привод, вертикальное равновесное поле, удлинение плазмы и плазменное формование (D или наоборот-D). Система OH обеспечивает 10 В · с, используя 10 кА источник питания. До 0,1 Т вертикального поля можно применить для горизонтального управления, 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 алюминий.

А Роговский зонд за пределами емкости и наборы Датчики Холла внутри сосуда используются для контроля тока плазмы, ее положения и формы и используются в контуре 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 большинство токамаки, машина использует комбинацию РФ отопление и инжекция нейтрального пучка управлять и формировать плазму.

Списание в 2006 г.

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 большим размером и ее местом в политике термоядерного синтеза. Когда он работал, ET финансировался в основном за счет Департамент энергетики (DOE).[2]

Как гигантское тороидальное плазменное устройство

В 2009 году Электрический токамак (ET) был переименован в Огромное тороидальное плазменное устройство (ETPD) и переоборудован для фундаментальных исследований плазмы. А гексаборид лантана (ЛаБ6) источник плазмы был разработан для ETPD[5] (аналогично тому, что используется в Большой плазменный прибор ), и способен производить длинный столб намагниченной плазмы (~ 100 м), который несколько раз наматывается вдоль тороидальной оси машины. Было показано, что плазменный столб обесточен и оканчивается нейтральным газом внутри камеры, не касаясь стенок машины.[6]

Типичные рабочие параметры ЭТПД[7] находятся:

  • Плотность: п ≤ 3 × 1013 см−3
  • Электронная температура: 5 эВ е <30 эВ
  • Ионная температура 1 эВ я <16 эВ
  • Фоновое поле: B = 250 Гс (25 мТл)
  • Плазма бета: β ~ 1

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

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "2002-03_Годовой отчет" (PDF). Получено 2020-03-31.
  2. ^ а б «Отчет о завершении программы токамаков UCLA». 2014.
  3. ^ Исходная плазма в электрическом токамаке.
  4. ^ Taylor, R.J .; Gauvreau, J.-L .; Гилмор, М .; Gourdain, P.-A .; LaFonteese, D.J .; Шмитц, Л. В. (2002). «Первые результаты плазменной резки на электрическом токамаке». Термоядерная реакция. 42 (1): 46. Bibcode:2002NucFu..42 ... 46T. Дои:10.1088/0029-5515/42/1/307. ISSN  0029-5515.
  5. ^ Cooper, C.M .; 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 ... 81х3503С. Дои:10.1063/1.3471917. ISSN  0034-6748. PMID  20815604.
  6. ^ Cooper, C.M .; Гекельман, В. (24 июня 2013 г.). "Прерывание намагниченной плазмы на нейтральном газе: конец плазмы". Письма с физическими проверками. 110 (26): 265001. Bibcode:2013PhRvL.110z5001C. Дои:10.1103 / PhysRevLett.110.265001. PMID  23848883.
  7. ^ DeRose, K. L .; Купер, С .; Прибыл, П .; Гекельман, В. (2008). «Измерение бета плазмы в огромном тороидальном плазменном устройстве (ETPD)» (PDF). Получено 26 июл 2008.
  8. ^ Картер, Т. А .; Дорфман, С .; Vincena, S .; Gekelman, W .; Klein, K .; Хоус, Г. Г. "Высокие бета, горячие ионы, намагниченная лабораторная плазма в LAPD и ETPD: перспективы изучения процессов, относящихся к космической и астрофизической плазме". CiteSeerX  10.1.1.709.6176. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)

внешняя ссылка