Огромное тороидальное плазменное устройство

Электрический токамак
	Вид сверху на электрический токамак.
Тип устройства	Токамак
Расположение	Лос-Анджелес , Калифорния , США
Принадлежность	Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
Технические характеристики
Большой радиус	5 м (16 футов)
Малый радиус	1 м (3 фута 3 дюйма)
Объем плазмы	188 м 3
Магнитное поле	0,25 Т (2500 Г)
Мощность нагрева	2 МВт
Плазменный ток	30–45 кА
История
Год(ы) работы	1999–2006

Огромное тороидальное плазменное устройство ( ETPD ) — это экспериментальное физическое устройство, расположенное в Центре фундаментальных исследований плазмы Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) . Ранее он работал как Электрический токамак ( ET в мире. ) в период с 1999 по 2006 год и был известен как крупнейший токамак ^{[ 1 ]} перед выводом из эксплуатации из-за отсутствия поддержки и финансирования. ^{[ 2 ]} В 2009 году машина была переименована в ETPD. В настоящее время машина модернизируется и будет перепрофилирована в лабораторию общего назначения для экспериментальных в области физики плазмы исследований .

Как электрический токамак

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 спроектирована как в слабом поле (0,25 Тл ) термоядерное устройство с магнитным удержанием и большим удлинением . Он состоит из 16 вакуумных камер, изготовленных из стали толщиной 1 дюйм, с большим радиусом 5 метров и малым радиусом 1 метр. ET был самым большим токамаком, когда-либо построенным в свое время, с вакуумным резервуаром немного больше, чем у Joint European Torus .

Первая плазма была получена в январе 1999 года. ET способен производить плазменный ток силой 45 килоампер и может производить основных электронов плазмы температуру 300 эВ . ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Четыре набора независимых катушек необходимы для OH ( омического нагрева возбуждения тока ), вертикального равновесного поля, удлинения плазмы и формирования плазмы (D или обратного D). Система OH обеспечивает напряжение 10 В·с при использовании источника питания 10 кА . до 0,1 Тл Для горизонтального управления можно применять вертикальное поле , и этого более чем достаточно для всех конфигураций плазмы, включая высокую бета-версию. Дополнительный набор катушек создает небольшое горизонтальное поле для коррекции поля ошибок и стабилизации плазмы по вертикали. Все катушки расположены снаружи сосуда и изготовлены из алюминия .

Зонд Роговского снаружи сосуда и наборы датчиков Холла внутри сосуда используются для контроля тока, положения и формы плазмы и используются в контуре обратной связи управления. Полоидальная система была разработана с использованием собственного равновесного кода, а также множества других кодов для перекрестной проверки вычислений и оценки стабильности получаемой плазмы.

Как и большинство токамаков , машина использует комбинацию радиочастотного нагрева и инжекции нейтрального луча для управления плазмой и ее формирования.

Вывод из эксплуатации в 2006 г.

В 2006 году у ET закончилось финансирование, и он был выведен из эксплуатации после выхода Тейлора на пенсию. Факторы, ведущие к потере финансирования, объясняются отсутствием обширной диагностики плазмы, ее большими размерами и ее местом в политике термоядерного синтеза. Когда он работал, ET финансировался в основном Министерством энергетики (DOE). ^{[ 2 ]}

Как огромное тороидальное плазменное устройство

В 2009 году электрический токамак (ET) был переименован в огромное тороидальное плазменное устройство (ETPD) и перепрофилирован для фундаментальных исследований плазмы. ( на основе гексаборида лантана LaB _{6 ).} Для ЭТПД разработан источник плазмы ^{[ 5 ]} (аналогично тому, что используется в Большом плазменном устройстве ) и способен создавать длинный столб намагниченной плазмы (~ 100 м), который несколько раз наматывается вдоль тороидальной оси машины. Показано, что плазменный столб является бестоковым и заканчивается нейтральным газом внутри камеры, не касаясь стенок машины. ^{[ 6 ]}

Типичные рабочие параметры ЭТПД ^{[ 7 ]} являются:

Плотность: n ≤ 3 × 10 ¹³ см ⁻³
Температура электронов: 5 эВ < T _e < 30 эВ
Температура ионов 1 эВ < T _i < 16 эВ
Фоновое поле: B = 250 гаусс (25 мТл)
Бета плазмы : β ~ 1

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

См. также

Большое плазменное устройство — линейное плазменное устройство, расположенное на том же объекте, что и ETPD.

Ссылки

^ «Годовой отчет за 2002-03 год» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 31 марта 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б Тейлор, Роберт Джон (2014). «Отчет о закрытии программы токамак Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе» . дои : 10.2172/1117531 . ОСТИ 1117531 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Начальная плазма в электрическом токамаке.
^ Тейлор, Р.Дж.; Говро, Ж.-Л.; Гилмор, М.; Гурден, Пенсильвания; Лафонтиз, диджей; Шмитц, Л.В. (2002). «Первоначальные результаты плазмы в электрическом токамаке» . Ядерный синтез . 42 (1): 46. Бибкод : 2002NucFu..42...46T . дои : 10.1088/0029-5515/42/1/307 . ISSN 0029-5515 . S2CID 250866429 .
^ Купер, СМ; Гекельман, В.; Прибыл, П.; Лаки, З. (16 августа 2010 г.). «Новый источник плазмы гексаборида лантана большой площади». Обзор научных инструментов . 81 (8): 083503–083503–8. Бибкод : 2010RScI...81h3503C . дои : 10.1063/1.3471917 . ISSN 0034-6748 . ПМИД 20815604 .
^ Купер, СМ; Гекельман, В. (24 июня 2013 г.). «Прекращение намагниченной плазмы на нейтральном газе: конец плазмы» . Письма о физических отзывах . 110 (26): 265001. Бибкод : 2013PhRvL.110z5001C . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.265001 . ПМИД 23848883 .
^ ДеРоуз, КЛ; Купер, К.; Прибыл, П.; Гекельман, В. (2008). «Измерение бета-излучения плазмы в огромном тороидальном плазменном устройстве (ETPD)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2018 года . Проверено 26 июля 2008 г.
^ Картер, штат Калифорния; Дорфман, С.; Винсена, С.; Гекельман, В.; Кляйн, К.; Хаус, Г.Г. «Высокая бета, горячие ионы, намагниченная лабораторная плазма в LAPD и ETPD: перспективы изучения процессов, имеющих отношение к космической и астрофизической плазме». CiteSeerX 10.1.1.709.6176 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

Внешние ссылки

34 ° 03'38 "с.ш. 118 ° 26'57" з.д. / 34,0606 ° с.ш. 118,4493 ° з.д. / 34,0606; -118,4493

[1] «Годовой отчет за 2002-03 год» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 31 марта 2020 г.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б Тейлор, Роберт Джон (2014). «Отчет о закрытии программы токамак Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе» . дои : 10.2172/1117531 . ОСТИ 1117531 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[3] Начальная плазма в электрическом токамаке.

[4] Тейлор, Р.Дж.; Говро, Ж.-Л.; Гилмор, М.; Гурден, Пенсильвания; Лафонтиз, диджей; Шмитц, Л.В. (2002). «Первоначальные результаты плазмы в электрическом токамаке» . Ядерный синтез . 42 (1): 46. Бибкод : 2002NucFu..42...46T . дои : 10.1088/0029-5515/42/1/307 . ISSN 0029-5515 . S2CID 250866429 .

[5] Купер, СМ; Гекельман, В.; Прибыл, П.; Лаки, З. (16 августа 2010 г.). «Новый источник плазмы гексаборида лантана большой площади». Обзор научных инструментов . 81 (8): 083503–083503–8. Бибкод : 2010RScI...81h3503C . дои : 10.1063/1.3471917 . ISSN 0034-6748 . ПМИД 20815604 .

[6] Купер, СМ; Гекельман, В. (24 июня 2013 г.). «Прекращение намагниченной плазмы на нейтральном газе: конец плазмы» . Письма о физических отзывах . 110 (26): 265001. Бибкод : 2013PhRvL.110z5001C . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.265001 . ПМИД 23848883 .

[7] ДеРоуз, КЛ; Купер, К.; Прибыл, П.; Гекельман, В. (2008). «Измерение бета-излучения плазмы в огромном тороидальном плазменном устройстве (ETPD)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2018 года . Проверено 26 июля 2008 г.

[8] Картер, штат Калифорния; Дорфман, С.; Винсена, С.; Гекельман, В.; Кляйн, К.; Хаус, Г.Г. «Высокая бета, горячие ионы, намагниченная лабораторная плазма в LAPD и ETPD: перспективы изучения процессов, имеющих отношение к космической и астрофизической плазме». CiteSeerX 10.1.1.709.6176 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]