Колумбийский ненейтральный тор

Колумбийский ненейтральный тор (CNT) — небольшой стелларатор в Колумбийского университета, Лаборатории физики плазмы разработанный Томасом Санном Педерсеном при помощи Уэйна Рейерсена и Фреда Дальгрена из Принстонской лаборатории физики плазмы для проведения первого исследования ненейтральной плазмы. заключены на магнитных поверхностях. Эксперимент, начавшийся в ноябре 2004 года, финансируется Национальным научным фондом и Министерством энергетики США в виде премии факультетского развития ранней карьеры (CAREER). ^[1]

Технический проект [ править ]

CNT, расположенный в цилиндрической вакуумной камере из нержавеющей стали 316 , имеет диаметр 60 дюймов и высоту 75 дюймов. Пустая камера способна достичь давления 2х10 ⁻¹⁰ Торр .

CNT уникален своей простой геометрией. Магнитные поверхности создаются с использованием всего четырех электромагнитных катушек : двух взаимосвязанных катушек внутри камеры и двух катушек полоидального поля снаружи камеры. Две взаимосвязанные катушки имеют радиус 0,405 м, а угол между ними можно выбрать вручную на уровне 64°, 78° или 88°, что позволяет использовать различные значения сдвигового и вращательного преобразования, а также конфигурацию магнитной поверхности. Катушки полоидального поля имеют радиус 1,08 м. Катушки питаются от источника питания мощностью 200 кВт и способны создавать магнитные поля напряженностью 0,01–0,2 Тл. Конфигурация CNT обеспечивает очень низкое соотношение сторон 1,9, самое низкое из всех построенных стеллараторов.

Параметр	Ценить
n _e	10 ¹²−10 ¹⁴ м ⁻³
Вот _{и все}	1–100 эВ
Б	0,01–0,2 Тл
Р	0,3 м
а	0,1 м
П	10 ⁻¹⁰ Торр

Исследования [ править ]

Томас Сунн Педерсен — главный исследователь CNT, который изучает несколько областей теоретической и экспериментальной физики ненейтральной плазмы. К ним относятся равновесие ненейтральной плазмы , транспорт связанная с ионами и удержание, а также нестабильность, . Программу теории CNT проводят Педерсен и профессор Аллен Бузер из Колумбийского университета.

Первые исследования УНТ показали успешное создание магнитныхповерхности с простой конструкцией из четырех катушек. При достаточно низком нейтральном давлении и достаточно высокой напряженности магнитного поля плазма представляет собой по существу чистую электронную плазму и макроскопически стабильна со временем удержания до 20 мс. Транспорт осуществляется за счет столкновений с нейтралами, а также за счет дрейфа E x B вдоль изолирующейстержни, вставленные в плазму. При более высоких нейтральных давлениях (10 ⁻⁷ Торр и выше) наблюдается ионная неустойчивость с частотой в диапазоне 10–50 кГц и полоидальным номером моды m = 1.

Группа CNT установила проводящую границу в августе 2007 года, чтобы изучить ее влияние на время удержания и позволить проводить измерения в отсутствие внутренних стержней. Будущие планы УНТ включают исследование электрон-позитронной плазмы, удерживаемой на магнитных поверхностях, и дальнейшие исследования частично нейтрализованной плазмы.

Ссылки [ править ]

^ Алекс Лида (29 июля 2005 г.). «Проект Стелларатор в Колумбии получил поддержку Национального научного фонда» . Новости Колумбии . Архивировано из оригинала 17 декабря 2011 г. За свои усилия Педерсен был отмечен Программой развития ранней карьеры (CAREER) Национального научного фонда за новаторскую работу в области физики плазмы. CAREER присуждает самую престижную награду Национального научного фонда за раннюю деятельность по развитию карьеры преподавателей-ученых, которые наиболее эффективно интегрируют исследования и образование в контексте миссии своей организации. Размер премии составляет 800 000 долларов США в течение пяти лет, и ожидается, что она начнется в сентябре.

Джейсон П. Кремер, Томас Сунн Педерсен, Реми Г. Лефрансуа и Куинн Маркштайнер (2006). «Экспериментальное подтверждение стабильного равновесия чистой электронно-плазмы малой дебаевской длины в стеллараторе» (PDF) . Письма о физических отзывах . 97 (9): 095003. Бибкод : 2006PhRvL..97i5003K . doi : 10.1103/PhysRevLett.97.095003 . ПМИД 17026372 . Архивировано из оригинала 22 июня 2010 г. Проверено 6 марта 2024 г. {{cite journal}}: CS1 maint: бот: статус исходного URL неизвестен ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Томас Сунн Педерсен и Аллен Бузер. «Удержание ненейтральной плазмы на магнитных поверхностях» (PDF) . ПРЛ . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июня 2007 г. Проверено 19 июля 2007 г.
Томас Сунн Педерсен; и др. «Удержание ненейтральной плазмы в Колумбийском эксперименте по ненейтральному тору» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июня 2007 года.
Джейсон П. Кремер; и др. «Состояние проектирования и строительства ненейтрального тора Колумбии» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июня 2007 года.
Томас Сунн Педерсен и Аллен Бузер. «Удержание ненейтральной плазмы на магнитных поверхностях» (PDF) . ПРЛ . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июня 2007 г. Проверено 19 июля 2007 г.
Томас Сунн Педерсен; и др. (2003). «Перспективы создания позитронно-электронной плазмы в ненейтральном стеллараторе» (PDF) . Журнал физики Б. 36 (5): 1029. Бибкод : 2003JPhB...36.1029P . дои : 10.1088/0953-4075/36/5/322 . S2CID 250817368 . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июня 2007 г. Проверено 19 июля 2007 г.
Томас Сунн Педерсен; и др. «Строительство и начальная эксплуатация ненейтрального тора Колумбии» (PDF) . Термоядерные науки и технологии . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июня 2007 г.
Томас Сунн Педерсен; и др. «Удержание чистой электронной плазмы в ненейтральном торе Колумбии» (PDF) . Физика плазмы . ^{[ мертвая ссылка ]}

Внешние ссылки [ править ]

[Lyda-1] Алекс Лида (29 июля 2005 г.). «Проект Стелларатор в Колумбии получил поддержку Национального научного фонда» . Новости Колумбии . Архивировано из оригинала 17 декабря 2011 г. За свои усилия Педерсен был отмечен Программой развития ранней карьеры (CAREER) Национального научного фонда за новаторскую работу в области физики плазмы. CAREER присуждает самую престижную награду Национального научного фонда за раннюю деятельность по развитию карьеры преподавателей-ученых, которые наиболее эффективно интегрируют исследования и образование в контексте миссии своей организации. Размер премии составляет 800 000 долларов США в течение пяти лет, и ожидается, что она начнется в сентябре.

[1]