Токамак Отопление Альфвен Бразилец

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 с магнитным удержанием, предназначенное для развития научных знаний в области термоядерной энергетики .

История

TCABR был первоначально 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 ]} Основное внимание TCA уделялось оценке и усилению плазмы нагрева с помощью альфвеновских волн . Через пару лет машина была передана USP, пройдя модернизацию и добавив Brésilien к своему названию . Деятельность ТЦАБР началась в 1999 году. ^{[ 1 ]}

Характеристики

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

Параметры ТЦАБР ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 4 ]}
Параметр	Символ	Ценить
Плазменный формат		Круговой
Плазменный состав	ЧАС	Водород
Большой радиус	$R_{0}$	$61.5{\text{ cm}}$
Малый радиус	$a$	$18.0{\text{ cm}}$
Соотношение сторон ( $R_{0}/a$ )	$A$	$3.4$
Плазменный ток	$I_{p}$	$\leq 100\ {\text{kA}}$
Центральное (или тороидальное) магнитное поле	$B_{0}$	$\sim 1.1\ {\text{T}}$
Усредненная электронная плотность	${\overline {n}}_{e0}$	$0.9\sim 3\times 10^{19}\ {\text{m}}^{-3}$
Центральная электронная температура	$k_{B}T_{e0}$	$\sim 0.5\ {\text{keV}}$
Давление наполнения водородом	$P_{H}$	$1\sim 3\times 10^{-2}\ {\text{Pa}}$
Продолжительность разряда	$T_{D}$	$\simeq 100\ {\text{ms}}$
Продолжительность устойчивой фазы	$T$	$\leq 60\ {\text{ms}}$

Программа исследований

Текущая цель токамака TCABR включает изучение альфвеновских волн, ^{[ 1 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} но не ограничивается этим. Другими областями исследований являются (i) характеристика магнитогидродинамических (МГД) нестабильностей; ^{[ 1 ]}^{[ 7 ]} (ii) исследование режимов высокого ограничения, вызванных электрической поляризацией внешних электродов на краю плазмы; ^{[ 3 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} (iii) исследование краевой турбулентности , ^{[ 3 ]}^{[ 9 ]} и (iv) исследование полоидального и тороидального вращения плазмы с помощью оптической диагностики. ^{[ 1 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} Команда TCABR также связана с теоретической группой, занимающейся исследованием нестабильностей и транспортных барьеров в токамаках и динамических системах . ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}

Также проводится модернизация TCABR. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} набор из 108 катушек RMP ) будет установлен Для контроля и изучения фронтальных локализованных мод ( ELM . Будут добавлены новые формирующие катушки, обеспечивающие большую гибкость в конфигурациях плазмы (например, конфигурации с одинарным нулем, двойным нулем, снежинкой и отрицательной треугольностью). ^{[ 16 ]} Внутренняя стенка вакуумной камеры ТКАБР будет покрыта графитовыми плитками для уменьшения осаждения примесей и потерь энергии в плазме.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ГАЛЬВИО, Р.М. О.; АМАДОР, CH S.; Бакеро, WAH; БОРХЕС, Ф.; КАЛДАС, Иллинойс; Куэвас, Н. А. М.; ДУАРТЕ, В.Н.; Елфимов А.Г.; Элизондо, Дж.И.; ФОНСЕКА, AM М.; Джермано, ТМ; Гренфелл, Дж.Г.; Гимарайнш-Фильо, ZO; Херонимо, JL; Кузнецов Ю.К.; МАНрике, М.А. М.; НАСИМЕНТО, IC; Пирес, CJA; Апулия, PG П.; РЕЙС, АП; РОНКИ, Г.; Ручко Л. Ф.; Де Са, WP; Сгалла, Р.Дж. Ф.; САНАДА, ЕК; Северо, Дж. Х. Ф.; Теодоро, ВК; Туфен, DL (2015). «Отчет о последних результатах, полученных в TCABR» . Физический журнал: серия конференций . 591 (1): 012001. Бибкод : 2015JPhCS.591a2001G . дои : 10.1088/1742-6596/591/1/012001 . S2CID 124858345 .
^ Jump up to: ^а ^б де Са, Вандерли Пирес. «TCABR Wiki» . Проверено 6 июня 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Гренфелл, Дж.Г.; НАСИМЕНТО, IC; Оливейра, Д.С.; Гимарайнш-Фильо, ZO; Элизондо, Дж.И.; РЕЙС, АП; Гальван, РМО; Бакеро, ВАХ; Оливейра, AM; РОНКИ, Г.; Де Са, WP; Северо, JHF; CABR T-Team (2018). «Доступ к H-моде и роль электродно-смещенного спектрального сдвига в токамаке TCABR» . Физика плазмы . 25 (7): 072301. Бибкод : 2018ФПл...25г2301Г . дои : 10.1063/1.5029561 . S2CID 125657283 .
^ Рончи, Гилсон (2 марта 2017 г.). Исследование профилей давления в токамаке TCABR (докторская диссертация по физике) (на португальском языке). Сан-Паулу: Университет Сан-Паулу. doi : 10.11606/t.43.2017.tde-22022017-125032 .
^ Ручко, Л. Ф.; Озоно, Э.; Гальван, РМО; Рождение, ИК; 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 .
^ Елфимов, АГ (2009). «Кинетическое ионное влияние на геодезические акустические альвеновские моды в токамаках» . Физика плазмы . 16 (3): 034501. Бибкод : 2009PhPl...16c4501E . дои : 10.1063/1.3081547 .
^ Jump up to: ^а ^б 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 .
^ Рождение, ИК; Кузнецов Ю.К.; Северус, JHF; Фонсека, АММ; Елфимов, А.; Беллинтани, В.; Мачида, М.; Хеллер, MVAP; Гальвано, 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 .
^ 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 .
^ 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 .
^ Северо, Дж. Х. Ф.; Канал, врач общей практики; Рончи, Г.; Андраде, Северная Каролина; Фернандес, Т.; Икеда, МЮ; Воротники, депутат; Гальвао, Р.М. О.; Насименто, IC; Тендлер, М. (2021). «Обзор исследований вращения плазмы на токамаке TCABR» . Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 63 (7): 075001. Бибкод : 2021PPCF...63g5001S . дои : 10.1088/1361-6587/abf955 . S2CID 235293558 .
^ Маркус, ФА; КАЛДАС, Иллинойс; Гимарайнш-Фильо, ZO; Моррисон, П.Дж.; Хортон, В.; Кузнецов, Ю. К.; Насименто, IC (2008). «Уменьшение хаотического переноса частиц дрейфовыми волнами в сдвиговых потоках» . Физика плазмы . 15 (11): 112304. Бибкод : 2008ФПл...15к2304М . дои : 10.1063/1.3009532 .
^ де Соуза, Мейрилен Каэтано; МЕДЕИРОС, «Эвертон»; Кальдас, Ибере Луис (6 июня 2022 г.). «Веб-сайт группы контроля раскачивания» .
^ САНТОС, АО; Комацу, В.; Канал, врач общей практики; Северо, JHF; Де Са, WP; Кассаб, Ф.; Феррейра, JG; ДеАндраде, MCR; Пикейро, JRC; НАСИМЕНТО, IC; Гальван, РМО (2020). «Разработка сильноточных источников питания для токамака ТКАБР» . Термоядерная инженерия и дизайн . 159 : 111698. doi : 10.1016/j.fusengdes.2020.111698 . S2CID 224884509 .
^ Канал, GP (6 июня 2022 г.). «Обзор модернизации токамака TCABR» (PDF) . 12-е Техническое совещание МАГАТЭ по контролю, сбору данных и дистанционному участию в термоядерных исследованиях (2019 г.). {{cite web}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б Канал, GP (6 июня 2022 г.). «Модернизация токамака TCABR для исследования подавления ЭЛМ полями РМП» (PDF) . Национальная комиссия по ядерной энергии, 1-й национальный семинар по ядерному синтезу (2021 г.). {{cite web}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )

[Galvao2015-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ГАЛЬВИО, Р.М. О.; АМАДОР, CH S.; Бакеро, WAH; БОРХЕС, Ф.; КАЛДАС, Иллинойс; Куэвас, Н. А. М.; ДУАРТЕ, В.Н.; Елфимов А.Г.; Элизондо, Дж.И.; ФОНСЕКА, AM М.; Джермано, ТМ; Гренфелл, Дж.Г.; Гимарайнш-Фильо, ZO; Херонимо, JL; Кузнецов Ю.К.; МАНрике, М.А. М.; НАСИМЕНТО, IC; Пирес, CJA; Апулия, PG П.; РЕЙС, АП; РОНКИ, Г.; Ручко Л. Ф.; Де Са, WP; Сгалла, Р.Дж. Ф.; САНАДА, ЕК; Северо, Дж. Х. Ф.; Теодоро, ВК; Туфен, DL (2015). «Отчет о последних результатах, полученных в TCABR» . Физический журнал: серия конференций . 591 (1): 012001. Бибкод : 2015JPhCS.591a2001G . дои : 10.1088/1742-6596/591/1/012001 . S2CID 124858345 .

[:0-2] Jump up to: ^а ^б де Са, Вандерли Пирес. «TCABR Wiki» . Проверено 6 июня 2022 г.

[Grenfell_2018-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Гренфелл, Дж.Г.; НАСИМЕНТО, IC; Оливейра, Д.С.; Гимарайнш-Фильо, ZO; Элизондо, Дж.И.; РЕЙС, АП; Гальван, РМО; Бакеро, ВАХ; Оливейра, AM; РОНКИ, Г.; Де Са, WP; Северо, JHF; CABR T-Team (2018). «Доступ к H-моде и роль электродно-смещенного спектрального сдвига в токамаке TCABR» . Физика плазмы . 25 (7): 072301. Бибкод : 2018ФПл...25г2301Г . дои : 10.1063/1.5029561 . S2CID 125657283 .

[4] Рончи, Гилсон (2 марта 2017 г.). Исследование профилей давления в токамаке TCABR (докторская диссертация по физике) (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; Рождение, ИК; 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). «Кинетическое ионное влияние на геодезические акустические альвеновские моды в токамаках» . Физика плазмы . 16 (3): 034501. Бибкод : 2009PhPl...16c4501E . дои : 10.1063/1.3081547 .

[Nascimento_2007_MHD_bias-7] Jump up to: ^а ^б 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] Рождение, ИК; Кузнецов Ю.К.; Северус, JHF; Фонсека, АММ; Елфимов, А.; Беллинтани, В.; Мачида, М.; Хеллер, MVAP; Гальвано, 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] Северо, Дж. Х. Ф.; Канал, врач общей практики; Рончи, Г.; Андраде, Северная Каролина; Фернандес, Т.; Икеда, МЮ; Воротники, депутат; Гальвао, Р.М. О.; Насименто, IC; Тендлер, М. (2021). «Обзор исследований вращения плазмы на токамаке TCABR» . Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 63 (7): 075001. Бибкод : 2021PPCF...63g5001S . дои : 10.1088/1361-6587/abf955 . S2CID 235293558 .

[12] Маркус, ФА; КАЛДАС, Иллинойс; Гимарайнш-Фильо, ZO; Моррисон, П.Дж.; Хортон, В.; Кузнецов, Ю. К.; Насименто, IC (2008). «Уменьшение хаотического переноса частиц дрейфовыми волнами в сдвиговых потоках» . Физика плазмы . 15 (11): 112304. Бибкод : 2008ФПл...15к2304М . дои : 10.1063/1.3009532 .

[13] де Соуза, Мейрилен Каэтано; МЕДЕИРОС, «Эвертон»; Кальдас, Ибере Луис (6 июня 2022 г.). «Веб-сайт группы контроля раскачивания» .

[14] САНТОС, АО; Комацу, В.; Канал, врач общей практики; Северо, JHF; Де Са, WP; Кассаб, Ф.; Феррейра, JG; ДеАндраде, MCR; Пикейро, JRC; НАСИМЕНТО, IC; Гальван, 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, GP (6 июня 2022 г.). «Обзор модернизации токамака TCABR» (PDF) . 12-е Техническое совещание МАГАТЭ по контролю, сбору данных и дистанционному участию в термоядерных исследованиях (2019 г.). {{cite web}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )

[:1-16] Jump up to: ^а ^б Канал, GP (6 июня 2022 г.). «Модернизация токамака TCABR для исследования подавления ЭЛМ полями РМП» (PDF) . Национальная комиссия по ядерной энергии, 1-й национальный семинар по ядерному синтезу (2021 г.). {{cite web}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]