ГЛАСТ (токамак)

ГЛАСТ-III
Тип устройства	Сферический токамак
Расположение	Исламабад , Пакистан
Принадлежность	Комиссия по атомной энергии Пакистана
Технические характеристики
Большой радиус	20 см (7,9 дюйма)
Малый радиус	10 см (3,9 дюйма)
Магнитное поле	0,2 Т (2000 Гс) (центральный) ; 0,1 Тл (1000 Гс) (тороидальный)
Продолжительность разряда	1,2 мс (импульсный)
Плазменный ток	5 кА
История
Предшественник	ГЛАСТ-I и ГЛАСТ-II

ГЛАСТ-I и ГЛАСТ-II
Тип устройства	Сферический токамак
Расположение	Исламабад , Пакистан
Принадлежность	Комиссия по атомной энергии Пакистана
Технические характеристики
Большой радиус	15 см (5,9 дюйма)
Малый радиус	9 см (3,5 дюйма)
Магнитное поле	0,1–0,4 Тл (1000–4000 Гс)
Мощность нагрева	300–400 эВ
Продолжительность разряда	1,0 мс (импульсный)
Плазменный ток	5 кА
История
Преемник	ГЛАСТ-III

GLA ) — это название , ss Сферический ) , токамак (или GLAST данное набору небольших сферических токамаков (т.е. термоядерных реакторов с магнитным удержанием расположенных в Исламабаде , Пакистан . Они были разработаны Комиссией по атомной энергии Пакистана (PAEC) в рамках Национальной программы термоядерного синтеза в токамаке (NTFP) в 2008 году. ^[1] и в основном используются в целях обучения и обучения.

ГЛАСТ-I и ГЛАСТ-II

Первые два разработанных токамака получили названия ГЛАСТ-I и ГЛАСТ-II. Оба устройства имеют схожие принципы работы и состоят из изолированного вакуумного сосуда из термостойкого стекла . Однако центральная трубка ГЛАСТ-I изготовлена из стали , а у ГЛАСТ-II — из стекла. ^[2]

Исследования были проведены в GLAST-II для определения механизма, ответственного за генерацию тока на пусковой фазе разряда токамака. ^[3]

Диагностика

Диагностика плазмы, включая тройные зонды Ленгмюра , ^[4]^[5] эмиссионные зонды ^[6] и системы оптической эмиссионной спектроскопии были разработаны для измерения основных параметров плазмы , таких как температура электронов, плотность электронов, плавающий потенциал и содержание примесей в разряде. Тройной зонд способен регистрировать мгновенные характеристики плазмы. ^[6] Затем ток плазмы увеличивают до 5 кА за счет приложения небольшого вертикального магнитного поля, которое обеспечивает дополнительный нагрев и формирование плазмы. ^[3] Эволюция предварительной ионизации с помощью электронного циклотронного нагрева (ЭЦН) и последующих фаз формирования тока за один выстрел хорошо видна с помощью зондовых измерений. Данные зонда, похоже, коррелируют с микроволновым поглощением и последующим излучением света. Интенсивные колебания на текущей фазе формирования требуют эффективных систем управления равновесием и обратной связью. Более того, появление некоторых сильных линий примесного азота в спектре излучения даже после нескольких выстрелов указывает на острую необходимость улучшения базового уровня вакуума. Наблюдается заметное изменение формы профиля плавающего потенциала, температуры электронов, тока насыщения ионов (Isat) и светового излучения при изменении давления наполнения водородом и вертикального поля. ^[3]^[7] Основной разряд поддерживался микроволновой предварительной ионизацией в присутствии оптимизированного резонансного тороидального магнитного поля (ТП). При оптимизации магнитного поля сравниваются теоретические и экспериментальные результаты профиля ТФ с использованием комбинации быстрых и медленных конденсаторных батарей. Магнитное поле, создаваемое катушками полоидального поля (PF), сравнивается с теоретически предсказанными значениями.

Установлено, что результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными измерениями. Экономичный источник СВЧ диапазона 2,45 ± 0,02 ГГц изготовлен с использованием магнетрона, полученного из бытовой микроволновой печи. Импульсный режим работы магнетрона достигается за счет некоторых необходимых изменений в схеме. Магнитное поле усиливается для увеличения мощности микроволнового излучения, при этом дополнительный электромагнит вокруг полости магнетрона вводится , который удерживает быстро движущиеся электроны. Этого модифицированного микроволнового источника достаточно для достижения пробоя в GLAST-II с улучшенным током плазмы 5 кА. ^[8]^[9]

ГЛАСТ-III

GLAST-III — это модернизированная версия конструкций GLAST-I и GLAST-II, отличающаяся увеличенным диаметром сосуда и большим центральным отверстием для размещения диагностических инструментов, таких как катушки Роговского и петли магнитного потока . ^[8]^[10]^[11]

Диагностика

GLAST-III сохранил большую часть диагностических средств, используемых в GLAST-I и GLAST-II, но на модернизированном GLAST-III была установлена недавно разработанная спектроскопическая система на основе линейной фотодиодной матрицы для пространственной и временной характеристики разряда водорода посредством светового излучения. Спектральный диапазон каждого кремниевого фотодиода составляет от 300 до 1100 нм со временем отклика 10 нс и активной площадью 5 мм. ² (круговой). Свет плазмы собирается через отверстия по 4 лучевым каналам с пространственным разрешением около 5 см, проходя через все полоидальное сечение. Сигналы фотодиода, расположенного на расстоянии 10 и 14 см от внутренней стороны, показывают колебания в центральной области плазмы. Более того, последовательность плазменного освещения показывает, что плазма возникает из центральной области резонансного поля, а затем распространяется наружу. При более низком давлении движение плазмы снаружи происходит медленнее, что предполагает лучшее удержание плазмы. Помимо фотодиодной матрицы оптический спектрометр для регистрации видимого спектра в выбранном диапазоне (597–703 нм) использовался (Ocean Optics HR2000+) со спектральным разрешением 0,15 нм. Исследования проводились на начальном этапе формирования плазмы при двух различных давлениях наполнения газообразным водородом. Тройной зонд используется для получения информации с временным разрешением о параметрах плазмы в краевой области. Временная эволюция всего разряда, включая фазу микроволновой предионизации и фазу формирования тока, была продемонстрирована с помощью временных профилей светового излучения и плавающего потенциала плазмы. ^[10]^[11]

Ссылки

^ Гриффит, Сабина. «Пакистан запускает национальную программу термоядерного синтеза» . Организация ИТЭР . Проверено 5 января 2013 г.
^ Хусейн, С.; Садик, М.; Шах, СИВ; Команда, ГЛАСТ (2015). «Оценка температуры электронов на стеклянном сферическом токамаке (GLAST)» . Физический журнал: серия конференций . 591 (1): 012009. Бибкод : 2015JPhCS.591a2009H . дои : 10.1088/1742-6596/591/1/012009 . ISSN 1742-6596 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Хусейн, С.; и др. (21 января 2016 г.). «Начальное плазмообразование в сферическом токамаке GLAST-II». Журнал термоядерной энергетики . 35 (3): 529–537. дои : 10.1007/s10894-015-0052-z . ISSN 0164-0313 . S2CID 254642251 .
^ Кайюм и др., Измерение параметров плазмы с временным разрешением с помощью тройного зонда, Обзор научных инструментов 84, 123502 (2013).
^ Кайюм и др., Диагностические измерения с тремя зондами в плазме сферического токамака GLAST, J Fusion Energ, 35 (2016) 205-213.
^ Перейти обратно: ^а ^б Кайюм, А.; Ахмад, С.; Диба, Ф.; Хусейн, С. (ноябрь 2016 г.). «Измерения плазмы в импульсном разряде с помощью резистивно-нагреваемого эмиссионного зонда». Высокая температура . 54 (6): 802–807. дои : 10.1134/s0018151x16060158 . ISSN 0018-151X . S2CID 254550304 .
^ Хусейн, С; Кайюм, А; Ахмад, З; Ахмад, С; Хан, Р; Навид, Массачусетс; Али, Р; Диба, Ф; Воробьев, генеральный директор и команда GLAST (20 июня 2017 г.). «Электрические и оптические измерения в раннем водородном разряде ГЛАСТ-III» . Плазменная наука и технология . 19 (8): 085103. Бибкод : 2017PlST...19h5103H . дои : 10.1088/2058-6272/aa68db . ISSN 1009-0630 . S2CID 100202543 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Кайюм, А.; Диба, Фара; Усман Насер, М.; Ахмад, С.; Джавед, Массачусетс; Хусейн, С. (сентябрь 2018 г.). «Фотодиодная матрица и зонд Ленгмюра для определения характеристик плазмы в токамаке ГЛАСТ-III». Измерение . 125 : 56–62. Бибкод : 2018Измер..125...56Q . doi : 10.1016/j.measurement.2018.04.075 . ISSN 0263-2241 . S2CID 117336134 .
^ Хан, Р.; Назир, М.; Али, А.; Хусейн, С.; Воробьев, ГМ (январь 2018 г.). «Разработка микроволнового источника предварительной ионизации для токамака ГЛАСТ». Термоядерная инженерия и дизайн . 126 : 10–14. Бибкод : 2018FusED.126...10K . дои : 10.1016/j.fusengdes.2017.11.002 . ISSN 0920-3796 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ахмад, Захур; Ахмад, С.; Навид, Массачусетс; Диба, Ф.; Джавид, М. Акиб; Батул, С.; Хусейн, С.; Воробьев, ГМ (2017). «Оптимизация системы магнитного поля стеклянного сферического токамака ГЛАСТ-III» . Физика Скрипта . 92 (4): 045601. Бибкод : 2017PhyS...92d5601A . дои : 10.1088/1402-4896/aa6458 . ISSN 1402-4896 . S2CID 125625408 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ахмад, Захур; Ахмад, С.; Диба, Ф.; Кайюм, А.; Навид, Массачусетс; Хан, Р.; Али, Рафакат; Джавид, М. Акиб; Ахмед, Н.; Хусейн, С. (2019). «Пусковые исследования сферического токамака GLAST-III в присутствии полоидального поля». Транзакции IEEE по науке о плазме . 47 (2): 4729–4737. Бибкод : 2019ITPS...47.4729A . дои : 10.1109/TPS.2019.2936265 . ISSN 1939-9375 . S2CID 203040761 .

Дальнейшее чтение

«Пакистан запускает национальную программу термоядерного синтеза» . ИТЭР . Международный термоядерный экспериментальный реактор . Проверено 6 января 2013 г.

[ITER_Organization-1] Гриффит, Сабина. «Пакистан запускает национальную программу термоядерного синтеза» . Организация ИТЭР . Проверено 5 января 2013 г.

[2] Хусейн, С.; Садик, М.; Шах, СИВ; Команда, ГЛАСТ (2015). «Оценка температуры электронов на стеклянном сферическом токамаке (GLAST)» . Физический журнал: серия конференций . 591 (1): 012009. Бибкод : 2015JPhCS.591a2009H . дои : 10.1088/1742-6596/591/1/012009 . ISSN 1742-6596 .

[:1-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Хусейн, С.; и др. (21 января 2016 г.). «Начальное плазмообразование в сферическом токамаке GLAST-II». Журнал термоядерной энергетики . 35 (3): 529–537. дои : 10.1007/s10894-015-0052-z . ISSN 0164-0313 . S2CID 254642251 .

[4] Кайюм и др., Измерение параметров плазмы с временным разрешением с помощью тройного зонда, Обзор научных инструментов 84, 123502 (2013).

[5] Кайюм и др., Диагностические измерения с тремя зондами в плазме сферического токамака GLAST, J Fusion Energ, 35 (2016) 205-213.

[:3-6] Перейти обратно: ^а ^б Кайюм, А.; Ахмад, С.; Диба, Ф.; Хусейн, С. (ноябрь 2016 г.). «Измерения плазмы в импульсном разряде с помощью резистивно-нагреваемого эмиссионного зонда». Высокая температура . 54 (6): 802–807. дои : 10.1134/s0018151x16060158 . ISSN 0018-151X . S2CID 254550304 .

[7] Хусейн, С; Кайюм, А; Ахмад, З; Ахмад, С; Хан, Р; Навид, Массачусетс; Али, Р; Диба, Ф; Воробьев, генеральный директор и команда GLAST (20 июня 2017 г.). «Электрические и оптические измерения в раннем водородном разряде ГЛАСТ-III» . Плазменная наука и технология . 19 (8): 085103. Бибкод : 2017PlST...19h5103H . дои : 10.1088/2058-6272/aa68db . ISSN 1009-0630 . S2CID 100202543 .

[:2-8] Перейти обратно: ^а ^б Кайюм, А.; Диба, Фара; Усман Насер, М.; Ахмад, С.; Джавед, Массачусетс; Хусейн, С. (сентябрь 2018 г.). «Фотодиодная матрица и зонд Ленгмюра для определения характеристик плазмы в токамаке ГЛАСТ-III». Измерение . 125 : 56–62. Бибкод : 2018Измер..125...56Q . doi : 10.1016/j.measurement.2018.04.075 . ISSN 0263-2241 . S2CID 117336134 .

[9] Хан, Р.; Назир, М.; Али, А.; Хусейн, С.; Воробьев, ГМ (январь 2018 г.). «Разработка микроволнового источника предварительной ионизации для токамака ГЛАСТ». Термоядерная инженерия и дизайн . 126 : 10–14. Бибкод : 2018FusED.126...10K . дои : 10.1016/j.fusengdes.2017.11.002 . ISSN 0920-3796 .

[:0-10] Перейти обратно: ^а ^б Ахмад, Захур; Ахмад, С.; Навид, Массачусетс; Диба, Ф.; Джавид, М. Акиб; Батул, С.; Хусейн, С.; Воробьев, ГМ (2017). «Оптимизация системы магнитного поля стеклянного сферического токамака ГЛАСТ-III» . Физика Скрипта . 92 (4): 045601. Бибкод : 2017PhyS...92d5601A . дои : 10.1088/1402-4896/aa6458 . ISSN 1402-4896 . S2CID 125625408 .

[:11-11] Перейти обратно: ^а ^б Ахмад, Захур; Ахмад, С.; Диба, Ф.; Кайюм, А.; Навид, Массачусетс; Хан, Р.; Али, Рафакат; Джавид, М. Акиб; Ахмед, Н.; Хусейн, С. (2019). «Пусковые исследования сферического токамака GLAST-III в присутствии полоидального поля». Транзакции IEEE по науке о плазме . 47 (2): 4729–4737. Бибкод : 2019ITPS...47.4729A . дои : 10.1109/TPS.2019.2936265 . ISSN 1939-9375 . S2CID 203040761 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]