Прейри Вью Ротамак

Prairie View (PV) Rotamak — это эксперимент по физике плазмы в Университете Prairie View A&M . ^{[ 1 ]} В эксперименте изучается удержание магнитной плазмы для поддержки экспериментов по контролируемому ядерному синтезу . В частности, PV Rotamak может использоваться либо как сферический токамак , либо как конфигурация с обращенным полем . Где-то между 2015 и 2017 годами большинство сотрудников перешли к расширенным возможностям карьерного роста. ^{[ 2 ]} В 2017 году доктором Саганти из PVAMU был подготовлен и представлен Министерству энергетики (DOE) итоговый отчет обо всей исследовательской работе, поддерживаемой Министерством энергетики в течение 12 лет. ^{[ 3 ]}

Фон

FRC и сферические токамаки представляют интерес для специалистов по физике плазмы из-за их удерживающих свойств и небольшого размера. Хотя большинство крупных экспериментов по термоядерному синтезу в мире проводятся в токамаках , FRC и ST рассматриваются как жизнеспособная альтернатива из-за их более высокого значения бета , что означает, что такая же выходная мощность может быть получена из меньшего объема плазмы, а также их хорошей стабильности плазмы .

История

PV Rotamak был построен в 2001 году в основном из компонентов разобранного Flinders Rotamak. ^{[ 4 ]} По состоянию на 2017 год П.В. Ротамак предоставил экспериментальные данные для написания более 12 научных работ по физике плазмы. ^{[ 5 ]} Более свежие графические изображения и короткие видеоролики со всем расположением оборудования можно найти на сайте Saganti-PVSO Google. ^{[ 6 ]}

Аппарат

Экспериментальная установка состоит из вакуумного сосуда, электромагнитных катушек, мощной системы генерации радиочастот (РЧ) для создания вращающегося магнитного поля (ВМП) и средств диагностики. Вакуумный сосуд изготовлен из стекла Pyrex , имеет длину 80 см и диаметр 40 см. ^{[ 7 ]} Электромагнитные катушки могут создавать магнитные поля силой до 230 Гаусс (0,023 Тесла) в центре вакуумного сосуда. Другая электромагнитная катушка, проходящая через ось вакуумного сосуда, может создавать магнитное поле, необходимое для того, чтобы сделать аппарат сферическим токамаком . Система радиочастотной генерации может передавать плазме мощность 400 кВт в виде вращающегося магнитного поля с частотой 500 кГц. RMF может работать в течение 40 мс за раз.

Параметры плазмы

Плотность электронов при типичном разряде ФЭ Ротамак равна $1\cdot 10^{12}/cm^{3}$ . ^{[ 7 ]} Это примерно в 1000 раз ниже, чем могла бы достичь горящая термоядерная плазма. ^{[ 8 ]} Температура электронов во время типичного разряда составляет 10-30 эВ , что опять-таки примерно в 1000 раз ниже, чем у горящей термоядерной плазмы. Мощность плазмы составляет 400 кВт по сравнению с 10 МВт в больших токамаках .

Взносы

Ранние эксперименты на PV Rotamak были направлены на то, чтобы охарактеризовать разницу между конфигурациями FRC и сферического токамака. ^{[ 7 ]} Они обнаружили, что включение тороидального магнитного поля (превращающее FRC в ST) привело к увеличению удержания частиц и повышению производительности.

Более поздние эксперименты были направлены на то, чтобы охарактеризовать и смягчить режим наклона FRC n = 1. ^{[ 9 ]} Это нестабильность FRC, которая может привести к потере плазмы. Они измерили границы устойчивости этого режима и обнаружили, что дополнительная электромагнитная катушка в середине машины разделила FRC на две отдельные части, смягчая режим наклона.

Недавние (2015 г.) эксперименты на ФВ Ротамак были посвящены нагреву плазмы микроволнами. ^{[ 10 ]} В плазму вводилось мощность 6 кВт. Исследователи обнаружили, что им удалось относительно эффективно управлять током с помощью микроволн, но этого небольшого количества энергии было недостаточно для заметного изменения плотности или температуры плазмы.

Ссылки

^ «Комната Ротамак: Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 12 января 2017 г.
^ «Проект исследования термоядерной плазмы - Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 02 октября 2018 г.
^ «Проект исследований термоядерной плазмы – ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ» . www.pvamu.edu . ОСТИ 1344072 . Проверено 02 октября 2018 г.
^ «Проект исследования термоядерной плазмы: Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 12 января 2017 г.
^ «Список публикаций: Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 12 января 2017 г.
^ «Программа-ПВСО» . www.pvamu.edu . Получено 1 января 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Ян, X.; Петров Ю.; Хуанг, ТС (1 января 2008 г.). «Сравнение плазменных разрядов ротамака в цилиндрических и сферических устройствах» . Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 50 (8): 085020. Бибкод : 2008PPCF...50х5020Y . дои : 10.1088/0741-3335/50/8/085020 . ISSN 0741-3335 . S2CID 123295691 .
^ «Формула плазмы NRL | Отдел физики плазмы» . www.nrl.navy.mil . Проверено 12 января 2017 г.
^ Ян, X. (1 января 2009 г.). «Подавление». Письма о физических отзывах . 102 (25): 255004. Бибкод : 2009PhRvL.102y5004Y . doi : 10.1103/PhysRevLett.102.255004 . ПМИД 19659087 .
^ Чжоу, Р.Дж.; Сюй, М.; Хуан, Тянь-Сен (01 мая 2015 г.). «Микроволновые эксперименты на Ротамаке Прейри Вью» . Физика плазмы . 22 (5): 054501. Бибкод : 2015PhPl...22e4501Z . дои : 10.1063/1.4921129 . ISSN 1070-664X .

[1] «Комната Ротамак: Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 12 января 2017 г.

[2] «Проект исследования термоядерной плазмы - Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 02 октября 2018 г.

[3] «Проект исследований термоядерной плазмы – ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ» . www.pvamu.edu . ОСТИ 1344072 . Проверено 02 октября 2018 г.

[4] «Проект исследования термоядерной плазмы: Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 12 января 2017 г.

[5] «Список публикаций: Солнечная обсерватория» . www.pvamu.edu . Проверено 12 января 2017 г.

[6] «Программа-ПВСО» . www.pvamu.edu . Получено 1 января 2018 г.

[:0-7] Jump up to: ^а ^б ^с Ян, X.; Петров Ю.; Хуанг, ТС (1 января 2008 г.). «Сравнение плазменных разрядов ротамака в цилиндрических и сферических устройствах» . Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 50 (8): 085020. Бибкод : 2008PPCF...50х5020Y . дои : 10.1088/0741-3335/50/8/085020 . ISSN 0741-3335 . S2CID 123295691 .

[8] «Формула плазмы NRL | Отдел физики плазмы» . www.nrl.navy.mil . Проверено 12 января 2017 г.

[9] Ян, X. (1 января 2009 г.). «Подавление». Письма о физических отзывах . 102 (25): 255004. Бибкод : 2009PhRvL.102y5004Y . doi : 10.1103/PhysRevLett.102.255004 . ПМИД 19659087 .

[10] Чжоу, Р.Дж.; Сюй, М.; Хуан, Тянь-Сен (01 мая 2015 г.). «Микроволновые эксперименты на Ротамаке Прейри Вью» . Физика плазмы . 22 (5): 054501. Бибкод : 2015PhPl...22e4501Z . дои : 10.1063/1.4921129 . ISSN 1070-664X .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]