Изучение влияния нейтральных частиц рабочего газа на энергетический и материальный баланс плазмы в установке токамак-10 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

Медведев, Александр Александрович АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
1997 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.08 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Изучение влияния нейтральных частиц рабочего газа на энергетический и материальный баланс плазмы в установке токамак-10»
 
Автореферат диссертации на тему "Изучение влияния нейтральных частиц рабочего газа на энергетический и материальный баланс плазмы в установке токамак-10"

Г-

и::

а~ Институт ядерного синтеза

«Российского Научного Центра "Курчатовский институт"

На правах рукописи УДК 533.9

МЕДВЕДЕВ Александр Александрович

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕЙТРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ РАБОЧЕГО ГАЗА НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИИ И МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПЛАЗМЫ В УСТАНОВКЕ Т0КАМАК-10

(Специальность 01.04.08 - физика к химия плазмы)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1997

Работа выполнена в Институте ядерного синтеза Российского Научного Центра "Курчатовский институт".

Научные руководители:

доктор физико-математических наук В.С.СТРЕЛКОВ,

доктор физико-математических наук К.А.РАЗУМОВА.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Ю.В.Готт,

кандидат физико-математических наук Л.И.Крупник.

Ведущая организация - Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе.

Защита диссертации состоится п "_ 1997г.

в :_ часов на заседании специализированного научного

совета Д034.04.01 при Российском Научном Центре

"Курчатовский институт" по адресу: 123182, Москва, пл.Курчатова, I.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского Научного Центра "Курчатовский институт".

Автореферат разослан " "_ 1997г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук Л.М.Елизаров

- 3 -

I. ОЕЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Несмотря на несомненные успехи исследований на установках токамак в последние года, до сих пор отсутствует универсальная теория, списывающая процессы переноса анергии и частиц в плазме с термоядерными параметрами. Без такой теории значительно затруднено проектирование установок сладухщего поколения, на которых предполагается достичь самоподдерживающейся реакции синтеза. Это определяет постоянный интерес к исследованиям транспортных процессов на современных токамаках. Для достижения понимания закономерностей удержания необходима количественная информация обо всех физических процессах, определяющих перенос энергии в плазме. Детальный анализ энергобаланса требует учета наряду с теплопроводностью конвективного таплопереноса и атомных процессов, связанных с присутствием в плазменном шнуре нейтральных частиц рабочего газа (водорода или его изотопов). Для учета этих процессов необходимы данные о пространственном распределении концентрации и средней энергии нейтралов. Однако соответствующие измерения существенно ословняются пространственной неоднородностью и временной нестабильностью потоков нейтральных частиц, а такав отсутствием универсальной диагностической методики. По-видимому в этом причина дефицита двже на крупных токамаках экспериментальной информации о нейтральной компоненте плазмы.

Цели работы:

• разработка методов и аппаратуры для исследования переноса нейтральных частиц рабочего газа в плазме токамака;

• проведение экспериментов по измерению потоков и

пространственного распределения концентрации нейтрального дейтерия (водорода) в плазме установки Т-10;

использование полученной информации для анализа энергетического и материального баланса плазмы.

Новизна работы определяется следующими результатами:

• Разработана аппаратура и алгоритмы обработки данных для получения на установке Т-10 количественной информации о нейтральной компоненте плазмы посредством 1>а измерений.

• Разработана методика измерения локальной концентрации атомов водорода (дейтерия) в плазме с помощью активной корпускулярной диагностики.

• В результате экспериментов, проведенных на установке Т-10, получена информация о полном потоке атомов рабочего газа е плазменный шнур, доле различных источников нейтралов е полном потоке, а также о пространственном распределение концентрации атомов в плазме.

• Получены радиальные распределения времени кизни заряаенныз частиц, а также коэффициента поперечной дафузии в плазм« установки Т-10.

» Определена реальная величина ионной теплопроводности I ряде режимов разряда установки Т-10. Показано, что отношешк экспериментальной ионной температуропроводности к данныг расчета на база неоклассической теории не превышает 2,4 в< всем объеме плазмы.

• Получены значения удельных мощностей потерь тепла и: электронной компоненты, связанных с конвекцией и наличием : плазме нейтралов рабочего газа. Показано, что такие потер играют заметную роль в электронном энергобалансе установи Т-10.

Личный вклад автора. Личный вклад автора заключается в развитии методов, разработке аппаратуры, проведении экспериментов, анализе экспериментальных результатов, численном моделировании плазменных процессов.

Научная и практическая ценность работы.

Проведенные на Т-Ю эксперименты дали возможность получить достаточно полную картину переноса нейтральных частиц рабочего газа в плазме и указать возможные пути оптимизации рециклинга.

Полученные в результате таких измерений данные о нейтральной компоненте плазмы позволили определить важнейшие параметры удержания заряженных частиц - радиальные распределения времени жизни и коэффициента поперечной диффузии.

Определен реальный коэффициент ионной

твшвратуропроводЕгостй. Показано, что последний близок к неоклассическому значению во всем объеме плазменного шнура.

Расчеты удельных мощностей источников и потерь тепла в электронной компоненты плазмы, связанных с наличием нейтралов рабочего газа и конвекцией, показали, что в случае установки Т-Ю упомянутые потери играют существенную роль и должны учитываться при детальном анализе электронного энергобаланса.

Разработанные методики измерений и алгоритмы обработки данных могут быть с успехом использованы на других установках. Апробированные подхода дают возможность создать на любом токамаке диагностическую систему для контроля переноса нейтральных частиц рабочего газа и сделать такие измерения постоянными, что позволит не только оптимизировать

характеристики разряда, но и получать важнейшую информацию о процессах переноса.

Основные результаты, выносимые на защиту.

1. Разработка аппаратуры и алгоритмов обработки данных, для получения количественной инфорлации о нейтральной компоненте плазмы установки Т-Ю с помощью измерения интенсивности линейчатого излучения водорода.

2. Разработка методики измерения локальной концентрации атомов водорода (дейтерия) в плазме с помощью активной корпускулярной диагностики.

3. Результаты измерений потоков атомов дейтерия в плазму в различных рекимах разряда как с омическим, так и с электронно-циклотронным нагревом плазмы на установке Т-Ю.

4. Результаты измерений пространственного распределения концентрации атомов дейтерия в плазме Т-Ю.

5. Полученные на базе экспериментальных данных радиальные распределения коэффициента поперечной диффузии и времени жизни заряженных частиц в плазме установки Т-Ю.

6. Результаты анализа ионного энергобаланса в установке Т-Ю с учетом конвекции и потерь энергии, связанных с присутствием нейтралов.

7. Результаты расчетов удельных мощностей тепловых потерь, связанных с потоками частиц, а также потерь на ионизацию и линейчатое излучение атомов дейтерия для электронной компоненты плазмы установки Т-Ю.

Апробация роботы и публикации. Основные результаты, вошедшие в диссертацию были доложены на III (Дубна) и ГУ (Алушта) Всесоюзных совещаниях по диагностике высокотемпературной плазмы, на XII (Будапешт, Венгрия,

1985), XV (Дубровник, Югославия, 1988) и XVII (Амстердам, Нидерланды, 1990) Европейских конференциях по управляемому термоядерному синтезу и физике плазмы, а также на XI Международной конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу (Киото, Япония, I98S).

Публикации. Результаты исследований, вошедших в диссертацию, опубликованы в работах [I-I4], список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 118 страниц, в том числе 48 рисунков, 6 таблиц и список литературы из 92 наименований.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, охарактеризовано состояние исследований переноса нейтральных частиц и ионного энергобаланса плазмы на момент начала работы, сформулированы поставленные задачи, перечислены основные результаты работы.

В первой главе рассматриваются процессы, ответственные за появление нейтральных частиц рабочего газа в токамакв, а также реакции взаимодействия атомов и молекул с заряженными частицами плазмы.

В §1.1 анализируются основные типы взаимодействий газа с твердыми телами: адсорбция на поверхности и растворение в толще материала.

В зависимости от характера взаимодействия и энергии связи с поверхностью различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). При физической адсорбции энергия

связи молекул газа с поверхностью материала сравнительно невелика (до 4-Ю4 Дк/моль), а взаимодействие определяется силами Ван-дер-Ваальса. Процесс хемосорбции подобен образованию химического соединения, энергия связи при этом достигает 10® да/моль, а сам процесс часто бывает необратимым. Количество адсорбированного газа определяется числом молекул, поглощенных единицей поверхности и эффективной площадью поверхности. Под последней понимается фактическая величина поверхности с учетом микротрещин и других дефектов- Даже для полированных металлических поверхностей отношение эффективной и геометрической площадей может достигать 5...Ю, а для грубо обработанных поверхностей 20 и более. Отношение числа молекул, адсорбированных на поверхности, к плотности молекулярного манослоя (коэффициент заполнения), зависит от энергии связи молекулы с поверхностью и температуры. Для водорода, адсорбированного на поверхности стали при комнатной температуре коэффициент заполнения близок к единице.

В обычных условиях газ сначала адсорбируется на поверхности твердого тела, затем растворяется в нем. Максимально возможное количество газа в твердом теле (растворимость) зависит от природа газа, материала к температуры и меняется в широких пределах. Растворение сопровождается диффузионным перемещением в толще материала, которое определяет временные характеристики процесса. Е реальных условиях на величину газовыделения влияки как адсорбция на поверхности, так и растворение.

В §1.2 приводится обзор информации по основнш источникам нейтралов водорода и его изотопов в токамаке.

а) напуск рабочего газа;

При напуске рабочего газа из клапана поступают холодные (т«1эВ) молекулы газа, которые вступают во взаимодействие с заряженными частицами плазмы уже в пристеночной области. В результате такого взаимодействия, наряду с электронами и ионами, образуются атомы рабочего газа с энергиями, соответствующими Франк-Кондоновским переходам (несколько эВ). Длина свободного пробега таких атомов в плазме невелика. Однако в результате перезарядки ионов плазмы на холодных атомах образуются атомы о большей анэргией и, соответственно, проникающей способностью. Поскольку этот процесс повторяется многократно ("эстафетная перезарядка"), возникает заметная концентрация атомов в центральной зоне плазмы.

б) десорбция газа с поверхности внутренней камеры установки;

При нормальной температуре поверхность камеры установки

уже через несколько миллисекунд после напуска газа

покрывается монослоэм молекул. При этом, общее количество

тк

адсорбированного газа составляет порядка 10 ^ молекул на единицу эффективной поверхности. Приближенные оценки дают полное количество адсорбированного газа, сравнимое с количеством частиц в плазменном шнуре. Количество газа, растворенного в материале, оказывается существенно меньше, и его в первом приближении можно не учитывать. Десорбция газа происходит большей частью под действием потока ионов и атомов из плазмы ("рециклинг"). Поскольку при атом происходит взаимозамещение частиц, десорбирующийся поток примерно равен потоку из плазмы. Однако большое количество

адсорбированного газа приводит к тому, что даке незначительное изменение коэффициента заполнения (вызванное, например, изменением температуры поверхности камеры) приводит к дисбалансу потоков, что может оказать существенное влияние на параметры разряда.

в) отражение энергичных ионов от поверхности элементов внутренней камеры;

Одним из основных процессов взаимодействия плазмы с поверхностью элементов конструкции установки является отражение ионов с энергиями от десятков до сотен эВ. Подавляющая часть ионов при этом нейтрализуется. Из-за трудностей экспериментального изучения отражения в области энергии ионов, типичной для пристеночной плазмы, основной объем публикуемых данных получен с помощью численного моделирования. Согласно этим данным, для энергий масштаба сотен эВ коэффициенты отражения частиц и энергии составляют О,5..Л. В реальном токамаке потоки ионов с такой энергией взаимодействуют, нацример, с поверхностями лимитеров. Результатом является образование энергичных атомов, обладающих высокой проникающей способностью.

г) электрон-ионная рекомбинация;

Рекомбинация электронов и ионов представляет собой принципиально неустранимый источник атомов в плазме. Для изотопов водорода наиболее существенными являются два типа рекомбинации: радиационная и трехчастичная. Расчета показывают, что в условиях установок средней величины с не очень высокой плотностью плазмы электрон-ионная рекомбинации не играет существенной роли как источник нейтралов, I основное количество атомов здесь поступает со стек»

разрядной камеры и других "внешних источников". Однако для установок предреакторного поколения с существенно большей плотностью плазмы и характерными размерами рекомбинационная концентрация атомов рабочего газа в центральной зоне плазмы может стать определяющей.

Кроме того, в §1.2 кратко рассмотрены в качестве источников нейтрального водорода нагревные пучки и пеллеты.

В §1.3 дан обзор реакций взаимодействия молекул и атомов с частицами плазмы. Кратко описана структура расчетных моделей проникновения нейтралов в плазменный шнур. Продемонстрированы результаты расчетов, проведенных с помощью таких моделей для некоторых конкретных случаев.

Вторая глава посвящена обзору диагностических средств, используемых для исследования поведения нейтральных частиц в плазме токамаков. Анализируются достоинства и недостатки различных методик и возможности их применения в условиях установки Т-10.

§2.1 посвящен пассивным спектроскопическим методам. Абсолютные измерения интенсивности линейчатого излучения водорода (или его изотопов) позволяют оценить величину потока атомов в плазму, а анализ формы контура соответствующей линии - подучить сведения об энергетическом распределении частиц.

В §2.2 рассмотрен метод резонансной флуоресценции, основанный на регистрации индуцированного линейчатого излучения. Метод позволяет измэрять концентрации атомов в диапазоне Ю10-108 см-3. Возможно продвижение в область концентраций до 107см_3 при условии использования более мощных лазеров. Принципиальное ограничение чувствительности

связано с фоновым излучением плазмы. Существенным недостатком метода является возможность проведения измерений только в ограниченной области плазмы, что связано со сложностью, громоздкостью и высокой стоимостью аппаратуры.

В §2.3 рассмотрены возможности получения информации о концентрации атомов в плазме из энергетического спектра атомов перезарядки.

В третьей главе описаны эксперименты по изучению переноса нейтральны? частиц в установке Т-Ю.

Установка Т-Ю - это токамак с круглым сечением плазменного шнура и следующими основными параметрами: Большой радиус 1,5 м

Малый радиус вакуумной камеры 0,394 м

Тороидальное магнитное поле на оси < 4 Т Ток плазмы < 600 кА

Длительность разряда ^ I с

Средняя электронная плотность плазмы $ 1-Ю20 м-3 Вакуумная камера установки сделана из нержавеющей стали. Внутри вакуумной камеры установлены рельсовый и апертурный лимитеры, облицованные графитом. Перемещением рельсового лимитера радиус плазменного шнура можно изменять в пределах 0,16...О,34 м.

Эксперименты проводились как в омическом режиме, так и в режимах с мощным (до 3 МВт) электронно-циклотронным нагревом дейтериевой плазмы.

Предварительные расчеты, сделанные перед началом экспериментальной работы, показали, что дейтерий распределен внутри камеры установки следующим образом: газ адсорбированный на поверхности разрядной камеры £5,5-Ю2*

атомов; газ, растворенный в толще материала стенки,

то

э1,5'Ю атомов; количество дейтонов в плазменном шнуре -5-Ю"'-®...10го. Скорость откачки дейтерия из камеры установки

то

в рабочем режиме не превышает 5«10 молекул/с.

В §3.1 описаны результаты предварительных экспериментов по измерению распределения интенсивности линии Ла по тороидальному обходу установки. В результате зтих измерений было установлено, что поток нейтралов в плазменный шнур определяется, в основном, десорбцией со стенки разрядной камэры и взаимодействием плазмы с лимитерами установки.

Для определения роли газонапуска в балансе нейтрального газа были проведены измерения интенсивности линии Ба в области расположения клапана и абсолютная калибровка последнего. Полученные данные позволили сделать вывод, что доля обусловленная газонапуском, как правило, не превышает 0,15 от полного потока нейтралов в плазму, и во многих случаях ей можно пренебречь.

В §3.2 описываются конструкции и метода калибровки детекторов излучения Ба, разработанных и изготовленных для экспериментов на Т-Ю.

В §3.3 рассмотрены эксперименты по изучению конфигурации потоков атомов в сечении установки, где расположены рельсовый лимитер и диафрагма.

На первом этапе были проведены измерения абсолютной интенсивности излучения ва с помощью детектора, направленного на верхушку рельсового лимитера установки. Определены зависимости интенсивности излучения от основных параметров разряда: средней электронной плотности, тока плазмы, радиуса плазменного шнура. Предложен алгоритм

обработки данных, позволяющий рассчитать величину плотности потока атомов с поверхности лимитера исходя из абсолютной интенсивности юа. Полученные значения потока атомов с лимитера хорошо согласуются с результатами измерений плотности потока дейтонов на лимитер, выполненных с помощью ленгмюровских зондов группой В.А.Вершкова.

Для оценки доли лимитеров в общем балансе нейтралов, были проведены детальные измерения тороидального распределения интенсивности ъа в зоне лимитеров. Для этой цели была разработана и изготовлена перископическая оптическая система. В плоскости изображения перископа был установлен детектор на базе светочувствительной ШС линейки. Было установлено, что измеренное тороидальное распределение может быть достаточно точно аппроксимировано выражением 1=10-ехр(-хА), где I - интенсивность излучения при тороидальном смещении х от центра лимитера, 10 интенсивность при х=о, X - постоянная спада. В различных режимах разряда X лежит в диапазоне 6...24см. Эти измерения позволили оценить долю потока нейтралов, определяемую лимитерами, в общем потоке, которая составила в различных режимах разряда 40...85Ж.

В §3.4 приведены результаты исследований переноса нейтралов рабочего газа в сечении Т-10, где нет ни клапана газонапуска, ни лимитеров, и основным источником нейтрального газа является десорбция со стенок разрядной камеры. Для контроля величины потока атомов дейтерия в плазму здесь также были использованы абсолютные измерения интенсивности излучения ъа. Кроме того, были проведены эксперименты по исследованию пространственного распределения

плотности атомов дейтерия. Анализ возможности восстановления профиля концентрации атомов из многохордовых измерений Ба показал, что точность данных, полученных таким образом, невелика, особенно для центральных областей плазменного шнура, где удельная мощность линейчатого излучения составляет малую величину. Поэтому для измерений была использована методика, использующая одновременно данные спектрометрических и корпускулярных измерений. Для этой цели на выходе десятиканального анализатора атомов [16] была установлена призма, направляющая свет, проходящий через коллиматор прибора, на абсолютно калиброванный детектор ва. Тот факт, что геометрия наблюдения в данном случае идентична для корпускулярных и оптических измерений, позволил существенно снизить систематическую ошибку. О помощью данной схемы в ряде режимов разряда одновременно измерялась мощность излучения на длине волны Ба и энергетический спектр атомов перезарядки. Данные обрабатывались затем при помощи численного кода, представляющего собой комбинацию цилиндрической модели проникновения атомов и подпрограмм вычисления детектируемой мощности излучения Ба и формы энергетического спектра атомов перезарядки. С помощью подгоночных параметров, в качестве которых использовались плотность потока и средняя энергия поступавших в плазму атомов, достигалось наилучшее соответствие расчетных и экспериментальных данных.

Получение информации о концентрации атомов рабочего газа с помощью пассивной корпускулярной диагностики требует привлечения данных о профиле ионной температуры, измерение которого само по себе является сложной задачей. Для

устранения этого недостатка была разработана и апробирована методика измерения профиля концентрации атомов, использующая перезарядку на пучковой мишени. В данных экспериментах использовался диагностический инжектор ДИВД-3, созданный в НИИЯФ СО АН ССОР [16]. Десягиканальный анализатор атомов был ориентирован так, чтобы линия наблюдения проходила через центр плазменного шнура. Пучок атомов водорода пересекал линию наблюдения анализатора. Во время инжекции регистрировался суммарный поток атомов, обусловленный перезарядкой как на атомах плазмы, так и на пучке. От разряда к разряду токамака угол инжекции менялся, при этом область пересечения с пучком смещалась вдоль линии наблюдения анализатора. Таким образом были измерены энергетические спектры атомов перезарядки, соответствующие различным положениям мишени, что дает возможность получить зависимость концентрации атомов в плазме от малого радиуса. Математически задача сводится к решению интегрального уравнения, ядро которого определена экспериментально. С помощью данного метода получены распределения концентрации атомов для нескольких режимов разряда.

В четвертой главе исследуется влияние нейтральных частиц на энергетический и материальный баланс плазмы.

§4.1 посвящен обработке данных экспериментов по изучению переноса нейтралов. Основной задачей обработки было усреднение параметров (в первую очередь концентрации атомов) нейтрального дейтерия по тороидальному и половдальному углам для использования в одномерных транспортных кодах. С целью повышения достоверности результата усреднения для области локализованных источников (рельсового и апертурного

лимитеров установки) был цроведен ряд модельных расчетов при помощи численного кода тага, разработанного А.Ю.Пигаровым.

В результате обработки были получены эквивалентные распределения концентрации и средней энергии атомов дейтерия в плазме, а таете величина полного штока нейтрального газа в плазменный шнур, которая составила для режимов с омическим нагревом 3. .Э-Ю^экв.ат/с, а для режимов с ЗЦРН 1...6-Ю22экв.ат/с.

В §4.2 описано моделирование баланса частиц в плазме. Расчеты производились для стационарных стадий разряда до и во время ЗЦРН. Информация о скорости ионизации атомарного дейтерия вместе с экспериментальным профилем концентрации электронов дали возможность определить плотность поперечного потока и время жизни электронов внутри магнитной поверхности данного радиуса. Были также получены радиальные распределения коэффициента поперечной диффузии. Данные хорошо согласуются с результатами экспериментов по измерению коэффициента диффузии, проведенных на Т-10 несколько лет назад с помощью модулированного газонапуска [15].

В §4.3 описывается процедура и результаты моделирования баланса энергии в ионной компоненте. Для этого ионное энергетическое транспортное уравнение решалось относительно профиля ионной температуры. В качестве основного источника тепла для ионов полагалась классическая кулоновская передача энергии от электронов, а стоков - теплопроводность, перезарядка, конвективный перенос тепла и теплообмен с электронами за счет радиального электрического поля плазмы. Как единственный подгоночный параметр использовался постоянный по радиусу коэффициент аномальности ионной

теплопроводности кан=^эксп/хнео' гдэ "нео ~ неоклассическая теплопроводность, а Хвксп - коэффициент теплопроводности, используемый в расчете. Величина Кш, соответствующая наилучшему совпадению расчетного и экспериментального профилей ионной температуры, составляет в различных режимах 1,4...2,4. Необходимо отметить, что даже при коэффициенте аномальности, равном единице (неоклассическая теплопроводность), расчетный профиль ионной температуры, как правило, не выходит за пределы ошибок экспериментальных значений.

В §4.4 приведены результаты расчета удельных мощностей электронных потерь тепловой энергии, связанных с конвенцией и атомными процессами, для некоторых омических режимов разряда. Эти данные, наряду с информацией о некоторых других источниках и стоках энергии (мощностью омического нагрева, данными болометрических измерений, теплопереносом за счет дрейфа локально-запертых электронов и т.д.), позволили определить коэффициент электронной теплопроводности, который, так же, как на большинстве других установок, совпал по порядку величины с коэффициентом поперечной диффузия.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Разработана аппаратура и алгоритмы обработки данных для получения количественной информации о нейтральной компоненте плазмы установки Т-10 с помощьк спектрометрических измерений.

2. Разработана методика для измерения локальной концентрации атомов водорода в плазме токамака средствам? активной корпускулярной диагностики.

3. В ряде режимов разряда установки T-IO с омическим и электронно-циклотронным нагревом плазмы проведены измерения величины потоков и пространственного распределения концентрации атомов рабочего газа.

4. На основании полученных экспериментальных данных рассчитаны радиальные зависимости коэффициента поперечной диффузии и времени жизни заряженных частиц.

5. Проведен анализ энергобаланса ионов для установки T-IO с учетом конвекции, а также потерь и источников тепла, связанных с присутствием в плазме нейтралов рабочего газа. Показано, что отношение величины реальной ионной теплопроводности к неоклассическому значению не превышает 2,4 во всем объеме плазмы.

6. Для нескольких режимов разряда получены удельные мощности электронных потерь и источников энергии, связанных с конвекцией и присутствием в плазме нейтралов. Показано, что они играют заметную роль в энергобалансе электронов.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Е.Л.Березовский, Ю.Н.Днестровский, В.О.Заверяев, А.А.Медведев, О.П.Подгурская. Определение пространственного распределения плотности атомов в плазме по совокупности данных активной и пассивной корпускулярной диагностик, В мат. 3-го Всесоюзного совэщания по диагностике высокотемпературной плазмы, Дубна, 1983, стр.96.

2. Е.Ь.Berezovsky, Yu.N.Enestrovsky, S.L.Efremov, V.S.Zaveryaev, D.P.Kostomarov, A.A.Medvelev, A.B.Flmenov, A.P.Smlrnov. Ion temperature measurement by charge-exchange In presence of convective ion transfer In tokamaK, In.:

12-th Europ. Conf. on Contr. Fusion and. Plasma Physics, Budapest, 1985, V.1, p.207-210.

3. А.А.Багдасаров, Е.Л.Березовский, С.Л.Ефремов, В.О.Заверяев, А.Д.Медведев. Поведение ионной температуры при электронно-циклотронном нагреве на установке Токамак-Ю, Письма В ЖЭТФ, 1985, Т.41, ВЫП.7, 290-292.

4. Е.Л.Бэрезовский, О.Л.Ефремов, А. Б. Извозчиков, А.И.Нисляков, О.С.Козловский, А.А.Медведев, С.Я.Петров. Измерение ионной температуры плазмы на токамаке Т-10 по рассеянию пучка быстрых атомов. В сб.: Диагностика плазмы, М., Энергоатомиздат, 1986, вып.5, с.157-160.

4. E.L.Berezovsky, S.b.Efremov, V.S.Zaveryaev, A.A.Medvedev, A.B.Pimenov, S.V.Fopovlchev. Energy losses due to charge exchange on T-10, In.: 11-th Intern. Conf. on Plasma Phys. and Contr. Fusion, Kyoto, 1986, A-IV-5, p. 27-30.

5. K.Alexander, I.Dietrich, H.Grote, K.Gunther, J.Llngertat, E.L.Berezovsky, A.V.Chankln, V.M.Chicherov, S.E.Lysenko, A.A.Medvedev, A.Yu.Pigarov, V.I.PIstunovich, S.V.Popovichev, V.A.Vershkov. Studies of edge plasma phenomena In T-1Q, In.: 17-th Intern. Conf. on Plasma Phys. and Contr. Hucl. Fusion Research., Kyoto, 1986, v.1, p.237-248.

6. Е.Л.Березовский, В.О.Заверяев, С.Л.Ефремов, А.А.Медведев, С.В.Поповичев, А.Б.Пименов. Роль перезарядки в энергобалансе ионов на Т-10, В мат. 4-го Всесоюзного совещания по диагностике высокотемпературной плазмы, Алушта, 1986.

7. Е.Л.Бэрезовский, В.О.Заверяев, С.Л.Ефремов,

А.А.Медведев. Корпускулярная диагностика ионов при ВЧ-нагреве плазмы, там же.

a. E.L.Berezovsky, Yu.N.Dnestrovsky, S.L.Eiremov, V.S.Zaveryaev, A.A.Medvedev, S.V.Popovlchev, A.P.Smirnov, K.N.Tarasyan. Ion energy balance in T-10, Nuclear fusion, 198?, vol.27, No.12, p.2019-2029.

9. Е.Л.Березовский, С.Л.Ефремов, В.С.Заверяев, А.А.Медведев, С.В.Поповичев. Поведение ионной температуры при ионно-циклотронном нагреве на Т-10, Физика плазмы, 1987, т.13, вып.10, с.1266-1268.

10. Е.Л.Березовский, В.С.Заверяев, А.А.Медведев, С.П.Любарцева. Определение профиля плотности нейтральных атомов в плазме с помощью активной корпускулярной диагностики, ЖТФ, 1988, т.58, выл.12, с.2374-2376.

11. N.L.Vasin, V.A.Vershkov, Yu.Yu.Karzhavin, A.A.Medvedev, I.V.Miroshnikov. Impurity transport study In В and S regimes on the T-10 toksmak, In.: 15-th Europ. Coni. on Contr. Fusion and Plasma Physics, Dubrovnik, 1988, v.1, p.59-62.

12. E.L.Berezovsky, N.L.Vasin, V.A.Vershkov, S.A.Grashin, Yu.S.MakBimov, A.A.Medvedev, A.B.Pimenov, A.V.Sushkov, K.B.Titishov, A.B.Chankin, G.Ziegeniiagen. Study of edge plasma parameters under Ohmic heating and EGRH on T-10 tokamak, In.: 15-th. Europ. Conf. on Contr. Fusion and Plasma Physics, Dubrovnik, 1988, v.2, p.679-682.

13. U.Wenzel, A.Medvedev. Asymmetric recycling and erosion at the T-10 tokamak, ZIE, Preprint 90-1, Berlin, 1990, 18 p.

14. E.L.Berezovsky, V.P.Vlasov, A.A.Medvedev,

V.Yu.Mirensky, A.B.Plmenov, ü.Wenzel, С.Gruño?. Measurement of neutral deuterium fluxes on T-10 periphery, In. :17-th Europ. Coni. on Contr. Fusion and Plasma Heating, Amsterdam, 1990, 7.4, p.1488-1491.

Цитируемая литература:

15. И.П.Гладковский, A.B.Извозчиков, М.П.Петров. Десятиканальный анализатор атомных частиц с расширенным энергетическим диапазоном и детекторами на основе каналовых умнокителей. Сб. тезисов докладов II Совещания по диагностике высокотемпературной плазмы, Харьков, 1977, с.49.

16. В.И.Давыденко, И.И.Ыорозов, Г.В.Росляков. Диагностический инжектор атомов водорода. Новосибирск, Препринт ШФ СО АН СССР J6 118, 1980, 16 с.

17. Н.Л.Васин, В.А.Вершков, В.А.Журавлев. Изучение диффузии плазмы на установке Т-10 при помощи однократного импульсного напуска дейтерия и периодической модуляции потока дейтерия в плазму, Физика плазмы, 1984, т.Ю, вып.6, с. II25-II32.