Управление разрядом и диагностика плазмы в токамаках и стеллараторах методом инжекции примесных макрочастиц тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

Введение.

1. Системы для исследования взаимодействия примесных макрочастиц с высокотемпературной плазмой.

1.1. Схема исследований испарения углеродных макрочастиц на установке W7

AS.И.

1.1.1. Описание > стаиовки и ее основных диагностик.

1.1.2. Система примесной пеллет-инжекции стелларатора W7-AS.

1.2. Система инжекции примесных пеллетов установки Т-10.

1.2.1. Описание установки Т-10 и ее основных диагностик.

1.2.2. Аппаратура для инжекции и наблюдения испарения пеллетов.

1.2.3. Схема для относительных измерений континуума и линий излучения водородного облака.

1.3. Инжекиия литиевых макрочастиц на установке Heliotron Е.

1.3.1. Установка Heliotron Е и комплекс аппаратуры для исследования испарения литиевых макрочастиц.

1.3.2. Конструкция литиевого неллет-инжектора.

1.4. Схема исследований TESPEL инжекции на стеллараторе LHD.

1.4.1. Описание установки LHD и ее основных диагностик.

1.4.2. Инжектор TESPEL установки LHD и аппаратура для наблюдения испарения пеллетов.

1.5. Схема исследований TESPEL инжекции на стеллараторе CHS.

1.6. Инжекиия Li макрочастиц в токамак TFTR.

1.7. Инжекция углеродных макрочастиц в токамак Asdex Upgrade.

1.8. Методика измерения скорости испарения макрочастиц.

1.8.1. Методика измерения скорости испарения примесного пеллета по излучению пеллетного облака.

1.8.2. Экспериментальные измерения депозиции макрочастиц и ее связь со скоростью испарения пеллетов.

1.8.3. Вклад континуума при измерении скорости испарения примесных (углеродных) макрочастиц.

1.8.4. Исследование распостранения тепловых волн во время испарения примесных макрочастиц.

1.9. Реакция плазменного разряда на инжекцию примесных макрочастиц.

1.10. Выводы к главе 1.

2. Исследование взаимодействия макрочастиц с высокотемпературной плазмой установок с магнитным удержанием.

2.1. Общая картина испарения макрочастиц.

2.2. Модели испарения примесных макрочастиц.

2.2.1. Аналитическая Модель Нейтрального Экранирования для Испарения в виде Атомов (АМНЭИА) и Кластеров (АМНЭИК).

2.2.2. Модель Нейтрального и Электростатического Экранирования для Испарения в виде Атомов (МНЭЭИА).

2.2.2.1. Функция распределения быстрых ионов в условиях NBI нагрева.

2.2.2.2. Расчет потенциала на границе пел четного облака с окружающей плазмой.

2.2.2.3. Расчет ослабления тепловых потоков в нейтральном облаке.

2.2.2.4. Модель динамики разлета нейтрального облака и вычисления скорости испарения макрочастиц.

2.2.3. Закон подобия для вычисления скорости испарения примесных макрочастиц

2.2.4. Вычисление скорости испарения примесных пеллетов при промежуточных значениях фактора экранирования.

2.2.5. Моделирование испарения примесных пеллетов, проходящих через магнитную ось плазменного шнура.

2.3. Экспериментальные исследования испарения примесных макрочастиц и сравнение их результатов с предсказаниями моделей испарения.

2.3.1. Испарение пеллетов в плазме с максвелловской функцией распределения частиц.

2.3.2. Испарение макрочастиц в плазме с заметной популяцией надтепловых частиц.

2.3.2.1. Испарение пеллетов в присутствии надтепловых NB1 ионов.

2.3.2.2. Испарение пеллетов в плазме с заметной популяцией надтепловых электронов при ECR нагреве.

2.3.2.3. Особенности поведения зон повышенного испарения при ECR нагреве плазмы W7-AS.

2.4. Экспериментальные исследования пеллетных облаков.

2.4.1. Применение фотографирования для изучения поведения пеллетных облаков в токамаке Т-10.

2.4.2. Результаты исследований облаков углеродных макрочастиц на установке W7-AS.

2.4.3. Изучение поведения литиевых облаков в токамаке TFTR.

2.4.4. Эксперименты по оценке температуры водородного пеллетного облака в токамаке Т-10.

2.4.5. Измерения плотности облака примесного пеллета в LHD.

2.5. Модель «пленения» излучения в пеллетном облаке.

2.5.1. Совокупность экспериментальной информации по параметрам пеллетных облаков.

2.5.2. Модель возможного «пленения» излучения в облаке испаряющегося водородного пеллета.

2.5.3. Сравнительный анализ роли поглощения излучения в водородном и примесном пеллетных облаках.

2.6. Выводы к главе 2.

3. Диагностические приложения инжекции макрочастиц.

3.1. Измерения угла вращательного преобразования методом макрочастиц

3.1.1. Измерения угла вращательного преобразования на токамаке TFTR при инжекции литиевых макрочастиц.

3.1.2. Измерения угла вращательного преобразования на токамаке Т-10 методом инжекции водородных макрочастиц.

3.2. Измерения профиля плотности тока в токамаке Т-10.

3.2.1. Методика измерения плотности тока.

3.2.2. Результаты измерения профиля плотности тока и запаса устойчивости в токамаке Т-10.

3.3. Измерения характеристик убегающих и надтенловых электронов методом пеллет-инжекции.

3.3.1. Влияние надтепловых электронов на испарение углеродных макрочастиц в токамаке Т-10.

3.3.2. Исследования характеристик надтепловых частиц электронов на стеллараторе W7-AS методом пеллет-инжекции.

3.3.3. Оценка параметров надтепловых электронов с использованием спектров ЭЦИ и данных пеллет-инжекции.

3.4. Измерения функции распределения быстрых тяжелых частиц методом пеллет-инжекции.

3.4.1. Физические принципы PCX измерений функции распределения быстрых частиц.

3.4.2. Анализ измерений функции распределения альфа-частиц в TFTR.

3.4.3. Результаты первых экспериментов в стеллараторе LHD.

3.5. Исследования переноса примесей методом инжекции многослойных примесных пеллетов (TESPEL).

3.5.1. Экспериментальные результаты по переносу лития на установках CHS и LHD.

3.5.2. Оптимизация выбора материала для исследования переноса примеси методом TESPEL инжекции на установке LHD.

3.5.2.1, Модель для расчета сигнала перезарядки.

3.5.2.2. Вычисления парциальных сечений перезарядки и вероятности излучения

3.5.2.3. Модель ионизационного баланса ионов с большим Z.

3.5.2.4. Результаты вычислений и обсуждение.

3.5.3. Результаты исследований по переносу титана на LHD.

3.6. Выводы к главе 3.

4. Исследование процессов управления плазменным разрядом методом инжекции макрочастиц.

4.1. Кондиционирование разряда методом пеллет-инжекции.

4.2. Результаты нуль-мерного моделирования гашения разряда токамака-реактора ИТЭР.

4.3. Экспериментальные исследования излучения примеси и применимости модели «среднего иона» на стеллараторе LHD.

4.4. Экспериментальные исследования по гашению плазмы токамака Т

4.4.1. Инжекция КС1 пеллетов на квазистационарной стадии разряда.

4.4.2. Инжекция Ti на квазистационарной стадии разряда.

4.4.3. Инжекция КС1 на стадии спада тока.

4.4.4. Инжекция большого количества примеси КС1 на квазистационарной стадии разряда.

4.4.5. Обсуждение экспериментальных результатов.

4.4.6. Анализ генерации убегающих электронов.

4.5. Одномерная модель гашения разряда методом макрочастиц.

4.5.1. Система уравнений.

4.5.2. Граничные и начальные условия.

4.6. Результаты моделировании гашения разряда токамака Т-10.

4.6.1. Моделирование без учёта эффекта «ускоренного переноса».

4.6.2. Моделирование с учётом эффекта «ускоренного переноса».

4.6.3. Моделирование генерации убегающих электронов.

4.7. Моделирование сценария гашения разряда токамака ИТЭР методом пеллет-инжекции

4.7.1. Инжекция одиночного Кг пеллета.

4.7.2. Инжекция очереди Кг пеллетов.

4.7.3. Моделирование генерации убегающих электронов.

4.7.4. Обсуждение результатов моделирования гашения разряда ИТЭР.

4.8. Выводы к главе 4.

В исследованиях по созданию управляемого термоядерного реактора лидером является направление магнитного удержания плазмы. В настоящее время идет поиск режимов и параметров токамаков [1] и стеллараторов [2], позволяющих улучшить условия для зажигания и поддержания реакции горения в реакторе и, в первую очередь, в проектируемом международном реакторе-токамаке ИТЭР. Особое внимание при проведении экспериментов на токамаках и стеллараторах уделяется развитию новых методов управления параметрами разряда, а также разработке новых методов диагностики наиболее важных параметров высокотемпературной плазмы.

Инжекция макрочастиц (пеллетов) является эффективным инструментом, успешно применяемым в последние двадцать пять лет в исследованиях по проблеме УТС. На Рис. В.1 показана диаграмма, поясняющая направления использования пеллет-инжекции в установках с магнитным удержанием плазмы. Можно выделить две большие области (направления) применения инжекции макрочастиц в установках с магнитным удержанием. Первое направление - это управление параметрами плазменного разряда методом пеллет-инжекции. Другое направление - диагностика параметров плазмы. Наряду с первоначальными предложениями по управлению материальным балансом (вводу топлива) с помощью инжекции твердоводородных таблеток [3], были предложены [4] и реализованы несколько диагностических приложений, основанных на инжекции легких примесных макрочастиц из материалов с небольшим зарядом ядра. Результаты этих исследований были представлены в работе [5].

В последнее время, область применения пеллет-инжекции была существенно расширена. Было обнаружено, что пеллет-инжекция может инициировать переход плазменного разряда в режим улучшенного (Н-мода) удержания тепла и частиц [6-11]. Инжекция пеллетов из материала с большим зарядом ядра была предложена для быстрого контролируемого гашения разряда высокотемпературной плазмы. Появились новые диагностические приложения для исследования поведения надтепловых электронов и ионов методом инжекции макрочастиц и других параметров плазмы, переноса примеси методом инжекции двуслойных пеллетов, а также измерения профиля плотности тока плазмы токамаков. На Рис. В.1 курсивом отмечены те приложения пеллет-инжекции, которые исследовались и использовались ранее и не затронуты в настоящей диссертационной работе.

Рис. В.1. Диаграмма, поясняющая современные направления использования пеллет-инжекции в установках с магнитным удержанием плазмы.

Необходимо отметить, что расширение области приложений пеллет-инжекции стало возможным благодаря дополнительным исследованиям по физике взаимодействия твердых примесных макрочастиц с высокотемпературной плазмой установок с магнитным удержанием в широком диапазоне изменения как параметров плазмы, так и заряда ядра в материале макрочастицы. Результаты этих исследований также представлены в настоящей диссертационной работе.

Подробные обзоры работ по физике, технике пеллет-инжекции и ее диагностическим приложениям, выполненных до 1999 года можно найти в [12-15]. Ниже рассмотрим подробнее современное состояние исследований по проблемам, затронутым в настоящей диссертационной работе.

На установке TFTR (США) наивысшие значения параметра п teTc, характеризующего уровень приближения к зажиганию термоядерной реакции, были получены при кондиционировании разряда плазмы с помощью инжекции крупных макрочастиц из лития [16-18]. Идея состоит в том, что испарившийся в разряде литий распределяется по всему плазменного шнуру, и, вылетая из него, покрывает внутренние элементы вакуумной камеры. Будучи химически активным, литий абсорбирует атомы примеси (в первую очередь углерода) на стенках камеры и снижает их поток в плазму. Это приводит к росту чистоты плазмы, т.е. к снижению эффективного заряда и радиационных потерь плазмы, росту энергетического времени жизни и выхода (суммарного потока) нейтронов. В экспериментах на TFTR улучшение указанных выше параметров достигало 10-15%. Результаты первых экспериментов по кондиционированию стелларатора Heliotron Е путем инжекции крупных Li пеллетов [19] изложены в 4 главе диссертации.

Другим важным направлением применения пеллет-инжекции является смягчение последствий большого срыва разряда в крупных установках типа токамак, а также в токамаке-реакторе ИТЭР [20]. При срыве разряда, который пока не научились избегать, в больших установках с реакторными параметрами энергия плазмы и магнитного поля тока может высаживаться на локальных элементах конструкций, что приведет к выводу их из строя. Идея применения пеллет-инжекции из легких материалов с малым зарядом ядра Z < 6 первоначально обсуждадась в работе [21]. Она состоит в том, чтобы посредством внесения примеси в разряд переизлучить энергию в широкий телесный угол. Это позволит снизить тепловой и механический удары на отдельные элементы конструкции установки, в первую очередь на диверторные пластины [20]. Чтобы создать достаточно мощный источник излучения, который переизлучит энергию разряда за приемлемо короткие 0.3 сек для ИТЭР [22]) времена, необходимо инжектировать значительное количество легкой примеси.

Такое, что плотность электронов в плазме вырастет в десятки раз. Экспериментально такая инжекция не осуществлялась на современных машинах, и априори, неясно, не приведет ли это к инициированию настолько быстрого срыва разряда после инжекции, что энергия плазмы и магнитного поля не успеет сколько-нибудь значительно переизлучиться. Поэтому идея работы [21] получила развитие в работах [23,24], где в качестве материала пеллета предлагается использовать инертные газы с большим Z. Увеличение Z приводит к резкому (примерно как 2?) увеличению радиационных потерь из плазмы и поэтому требует существенно меньшего количества примеси. Моделирование процесса такого выключения [24-26] показало потенциальную опасность развития убегающих электронов после инжекции материалов с большим Z и их отсутствие при инжекции легких материалов. Начаты многочисленные исследования на различных установках по гашению разряда методом инжекции макрочастиц с большим Z [27-39]. Они демонстрируют, с одной стороны, эффективность такого способа выключения, а с другой стороны, показывают неоднозначную картину по генерации убегающих электронов и еще далеки от своей окончательной интерпретации. Поэтому в настоящее время выбор материала пеллета (заряда ядра Z) для гашения разряда остается неясным и требует дальнейшего изучения. Предлагаются и различные комбинации обоих подходов [40,44], а также существуют предложения по инжекции крупных водородных пеллетов или водородных струй [45]. В последнее время идеи работ [23,24] были развиты и было предложено инжектировать плотные струи инертного газа для быстрого контролируемого выключения разряда. Начаты первые и весьма успешные эксперименты на токамаке DIII-D [46], а также численное моделирование результатов этих экспериментов [46,47]. Проблема быстрого выключения разряда путем инжекции пеллетов из материала с большим зарядом ядра подробно представлена и обсуждается в 4 главе диссертации.

Диагностические приложения можно условно разделить на две группы (Рис. В Л). В первом случае параметры плазмы измеряются во время испарения макрочастицы. Эта стадия довольно короткая и определяется временами испарения (~ 1мс) макрочастиц. Область измерения параметров плазмы на данной стадии определяется радиальной областью испарения макрочастиц. Во втором случае используется пространственно-временная эволюция параметров разряда, возмущенных пеллет-инжекцией.

Идея диагностики высокотемпературной плазмы путем инжекции примесных макрочастиц [4] состояла в создании облака испаренного пеллетного вещества с последующим анализом возможных дрейфовых движений этого облака, наблюдаемого экспериментально в разных зарядовых состояниях инжектированной примеси спектроскопическими и фотографическими методами. Было показано, однако, что характер дрейфовых движений различных состояний углеродного облака вокруг испаряющейся углеродной макрочастицы является достаточно сложным, в общем случае трехмерным. Кроме того, он существенно зависит от возмущения плазмы, то есть от количества внесенного на магнитную поверхность пеллетного вещества. Так, в экспериментах с небольшими скоростями испарения углеродных макрочастиц на токамаке ФТ-1 [48] скорости полоидалыюго дрейфа плазмы неплохо совпадали с оценками по неоклассической теории. Однако, уже при более высоких скоростях их испарении на установке Туман-3 [49], а тем более, при интенсивном испарении углеродных макрочастиц на установке Т-10 [49,50], направление и скорости дрейфа углеродного (СИ) облака могли существенно отличаться от предсказаний неоклассической теории и результатов экспериментов на ФТ-1. Необходимо отметить, что помимо полоидальных, дрейфы существуют и вдоль большого радиуса. Экспериментально и теоретически отмечалась стратификация облаков, то есть образование нескольких вытянутых вдоль магнитного поля светящихся облаков, отстоящих друг от друга в направлении поперек поля. При этом в работе [51] стратификация и дрейф испаренного вещества предсказывается в направлении большого радиуса установки (в сторону внешнего обвода тора). Однако, как это было показано в экспериментах для примесных пеллетов, стратификация возможна в полоидальном направлении [52], а небольшой радиальный дрейф может быть напрвлен в сторону внутреннего обвода тора [53]. Необходимо отметить, что дрейфовые движения и стратификация облака проявляются, как правило, на «низком уровне сигнала» интенсивности, т.е. достаточно далеко от пеллета. Вблизи пеллета, на «высоком уровне сигнала» интенсивности, облако имеет сигарообразную форму, вытянутую преимущественно вдоль направления локального магнитного поля. Это обстоятельство было предложено в [54] использовать для определения радиального профиля угла прокручивания (наклона) силовой линии магнитного поля в(г) = Bpoi(r)/Btor(r), которое потом стало успешно применяться на установках типа токамак, имеющих примесную пеллет-инжекцию [52,55-59]. Используя измеренный профиль в(г), возможно восстановить радиальный профиль полоидалыюго магнитного Bpoi(r) по известному профилю тороидального магнитного поля Blor(r). Таким образом, возможно диагностирование важнейшей характеристики плазмы токамака - радиального профиля тока j(r) и, соответственно, радиального профиля запаса устойчивости q(r).

Другой метод измерения радиального профиля тока j(r) на стадии испарения пеллета был предложен в работе [60] для водородных, и в работе [61] для примесных макрочастиц. При этом используется обнаруженный тороидальный снос макрочастицы, который связан с их разным испарением вдоль и против тороидального электрического поля. Реактивная сила, вызывающая тороидальное ускорение пеллета, более простым способом вычисляется для примесных, тугоплавких макрочастиц. Модель, позволяющая определять профиль тока j(r) таким методом, была развита в работах [62,64] и протестирована в [57] путем сравнения измеренных профилей j(r) с профилями, получаемыми из измерений в(г), а также с рассчитанными по Спитцеровской проводимости плазмы. Разработанная методика применялась для измерения профилей j(r)na установке Т-10 в режимах с омическим нагревом плазмы [57,63] и в режимах с генерацией тока ECCD (Electron Cyclotron Current Drive) на второй гармонике электронно-циклотронного резонансного излучения [64]. Указанные выше приложения пеллет-инжекции для диагностики в(г), j(r) и q(r) подробно представлены в 3 главе диссертации.

Важным и перспективным диагностическим приложением пеллет-инжекции на стадии испарения является измерения характеристик высокоэнергетических ионов и ^электронов плазмы. Так в экспериментах на установке Т-10, в ECCD режимах с низкой плотностью плазмы были обнаружены узкие (несколько сантиметров) зоны повышенного излучения (испарения) углеродных пеллетов. Они были связаны с наличием в плазме пучков убегающих электронов [62], вызывающих повышенное испарение пеллетов в области своей локализации в плазменном шнуре. На установках Heliotron Е [19] и W7-AS [66] были обнаружены похожие зоны повышенного испарения, которые связываются с существованием надтепловых электронов (£е~ (10-20)хТе), вызванных особенностями электронно-циклотронного резонансного нагрева ECRH (Electron Cyclotron Resonance Heating) на этих установках. Изложение данного подхода для определения пространственных и энергетических характеристик быстрых электронов приводится в разделе 3.3 диссертации.

Облако вокруг испаряющейся макрочастицы представляет собой движущуюся в плазме плотную мишень для высокоэнергетических ионов плазмы: альфа-частиц, ионов, образующихся от инжекции водородных нейтральных пучков NBI (Neutral Beam Injection) и разогнанных как малая добавка к рабочему газу при помощи ионно-циклотронного резонансного нагрева 1CRH (Ion Cyclotron Resonance Heating). В результате перезарядки быстрых ионов плазмы на частицах пеллетного облака, образуются высокоэнергетические нейтралы и/или ионы (в случае альфа частиц ионы Не1**) в общем случае в возбужденном состоянии. Это создает возможность измерить важнейшую характеристику плазмы -функцию распределения быстрых ионов по энергиям, которая определяет эффективность нагрева плазмы и, в случае альфа-частиц, существенно влияет на условия зажигания самоподдерживающейся термоядерной реакции [1].

В работе [68] было предложено использовать Доплеровское уширение излучения ионов Не1+*, образующихся в результате перезарядки быстрых альфа-частиц на облаке легкой примесной (Li, В, Be, С) макрочастицы, для диагностики их функции распределения по скоростям. Попытка реализации этого предложения в тритиевых экспериментах на TFTR [69] встретила определенные трудности, связанные с измерением полуширины линии излучения возбужденного иона гелия Не1+* на фоне значительного излучения возбужденного гелия с периферии плазменного разряда, неизбежно присутствующего в тритиевых экспериментах.

Более перспективным оказался способ, предложенный в работе [70], когда высокоэнергетические нейтралы, перезарядившиеся на неллетном облаке PCX (Pellet Charge Exchange), покидают плазму и могут быть зарегистрированы анализатором нейтральных частиц NPA (Neutral Particle Analyzer). Он был успешно использован в экспериментах на TFTR для относительных измерений энергетической функции распределения альфа-частиц и тритонов [71], Нез [72], водородных [73] и тритиевых ионов [74,75] на малой изотопной добавке, разогреваемой ICRH. С помощью Li PCX диагностики изучалось влияние гофрировки магнитного поля [76], пилообразных колебаний [77] и ТАЕ мод [78] на поведение энергетического спектра альфа-частиц и его радиальное распределение. Необходимо отметить, что попытки абсолютного сравнения наблюдаемых на TFTR и расчетных потоков из литиевого иеллетного облака показали, что расчетные величины на порядок больше измеренных в эксперименте [80]. В работе [79] было предложено объяснение такого расхождения, которое позволяет надеяться использовать PCX диагностику и для абсолютных измерений энергетической функции распределения быстрых ионов в плазме. В разделе 3.4 подробно изложены эти результаты, а также представлены первые экспериментальные результаты PCX экспериментов на стеллараторе LHD.

После того, как испаренное вещество макрочастицы распределится по магнитной поверхности и приобретет тороидально-полоидальную симметрию, созданное возмущение может быть также использовано для диагностических целей. Это возможно тогда, когда характерные времена радиального переноса возмущения значительно превышают времена его создания и симметризации по магнитной поверхности. Кроме того, необходимо, чтобы создаваемые возмущения параметров плазмы были невелики (10-15%) и не вызывали сверхбыстрой перестройки параметров плазмы (см. явление «ultrafast transport» в обзоре [13]). При реализации перечисленных условий, измерения радиального переноса возмущений плотности и температуры электронов плазмы, плотности примеси использовались для оценок соответствующих коэффициентов переноса [82-87]. Качество этого метода зависит от пространственной локализации создаваемого возмущения. Сравнительно недавно это обстоятельство было предложено реализовать в так называемой технике TESPEL/TECPEL (Tracer Encapsulated Solid PELlet/Tracer Encapsulated Cryogenic PELlet) инжекции [88]. Суть его состоит в том, что пеллет имеет двухслойную структуру. В центре пеллета помещается небольшое количество примеси, которое окружено полистироловой (TESPEL) или водородной (TECPEL) оболочкой. При инжекции сначала испаряется вещество оболочки, а затем в узколокализованной (несколько сантиметров) области плазмы испаряется и создает возмущение примесь. Данный метод был успешно реализован на стеллараторе CHS [89] для измерения коэффициентов переноса инжектированной примеси Li, эволюция которой после инжекции измерялось по излучению линии 449.9 нм возбужденного Li2+* (переход 5g-4f). Однако попытки применить метод на установке LHD для исследования переноса Li, встретили трудности, связанные с выделением полезного сигнала излучения на фоне помех [90]. Анализу и применению метода TESPEL инжекции для исследования переноса примеси на установках CHS и LHD посвящен раздел 3.5 диссертации.

Как видно из вышеизложенного, разнообразные приложения пеллет-инжекции в термоядерных исследованиях требуют адекватного понимания сложных физических процессов, происходящих при испарении макрочастиц в высокотемпературной плазме. Знание структуры облака важно как для предсказаний глубины проникновения пеллета в плазму, так и для диагностических приложений пеллет-инжекции на стадии испарения.

В настоящее время общепринято считать, что испарение пеллета происходит под воздействием потоков тепла плазменных частиц - электронов и ионов (см. обзор [13] и ссылки в нем). В плазме, создаваемой омическим нагревом, потоки тепла на поверхность определяются электронами. При дополнительном нагреве плазмы за счет инжекции нейтральных пучков (NBI) или при приложении высокочастотной мощности (ECRH, ICRH), в плазме могут образовываться быстрые электроны и ионы, также влияющие на испарение. В реакторе необходимо также брать в рассмотрение потоки тепла за счет альфа-частиц.

Расчет скорости испарения макрочастиц является самосогласованной задачей. Попадая на поверхность пеллета, электроны и ионы приносят поток тепла Qep, Qip и испаряют ее. Скорость испарения N, то есть число испаренных атомов (или молекул) в единицу времени может быть определено из простого энергетического баланса на его поверхности N = (Qep +Qep)/e, где с- это энергия сублимации атомов или молекул. Однако, облако испаренного вещества начинает экранировать поверхность пеллета от падающих на нее частиц. В результате, приносимые этими частицами потоки тепла Qep и Qtp могут

14 разительно отличаться от тех потоков Qeo и Qto, которые существуют в плазме вдали от пеллетного облака или в отсутствие пеллета. Для сравнительного анализа различных факторов, влияющих на испарение, вводят обычно понятие фактора экранирования d=Qp!Q0, то есть отношения суммарных потоков тепла на поверхности пеллета и вдали от него. Таким образом, пеллет экранируется облаком, которое снижает потоки тепла частиц, создающих это облако.

Очевидно, что вблизи пеллета существует наиболее плотное облако нейтрального, сферически симметрично разлетающегося вещества пеллета. Поэтому в первую очередь, модели испарения пеллетов учитывают так называемое «нейтральное экранирование» [9298]. Эти модели неплохо описывают существующую экспериментальную базу данных по испарению топливных таблеток и, поэтому они взяты за основу для моделирования ввода топлива в ИТЭР [99]. При разлете, нейтральное облако ионизуется и, в плазме с магнитным полем, останавливается в направлении, перпендикулярном к нему. Дальнейшая динамика разлета этой плазмы и ее влияние на испарение рассматривается в моделях «плазменного экранирования» [100-103]. Наличие вторичной холодной плазмы пеллетного облака с конечным р может привести к вытеснению магнитного поля из облака и также снизить потоки падающих частиц и их тепла, что является предметом анализа в моделях «магнитного» экранирования [104,105]. Следует отметить, что для современных экспериментов роль «магнитного экранирования» мала. Кроме того, необходимость соблюдения квазинейтральности на магнитной поверхности в месте нахождения пеллета может привести в (рамках одномерного подхода [106]) к созданию потенциала порядка АрС1~( 1-2) х TJe на границе холодной вторичной плазмы пеллетного облака и горячей (с электронной температурой Те) окружающей плазмы. Наличие скачка потенциала приводит к соответствующему снижению (в exp(eA(pci/Te) раз) потока тепла электронов на пеллетное облако, что учитывается в механизме «электростатического экранирования» [106]. Существующие модели, как правило, учитывают некоторые комбинации из различных факторов экранирования (см обзоры [13, 15]). Сравнительный анализ различных факторов экранирования на испарение водородных пеллетов можно найти также в [98].

Значения фактора экранирования 8, а значит и вычисляемые в моделях скорости испарения пеллетов, существенно зависят от материала пеллета и механизмов экранирования. Материал пеллета определяет значения энергии сублимации, которые могут различаться в тысячи раз. Например, для водородных атомов ен = 0.005 эВ/ат., а для углеродных си ~ 7.5 эВ/ат. Соответственно могут существенно различаться и факторы экранирования от значений Ю'МО"4 для водородных до Sc ~ 0.3-0.7 для углеродных макрочастиц. Очевидно, что для создания адекватной модели испарения необходимо рассмотреть весь комплекс проблем, упомянутых выше, а также провести сравнения вычисляемых в моделях скорости испарения пеллетов и параметров пеллетного облака (размеры, плотность, температура и др.) с соответствующими физическими величинами, которые измеряются в экспериментах с пеллет-инжекцией. Это необходимо как для прогнозирования ввода топлива в плазму реакторного масштаба, так и для развития диагностических приложений методом пеллет-инжекции. Изучению испарения *макрочастиц и поведению пеллетных облаков посвящена 2 глава диссертации.

Представляемая диссертационная работа имеет следущую структуру. Она состоит из настоящего введения, четырех глав и заключения. В каждой из глав, рядом с названием раздела приведены ссылки на работы автора, в которых опубликованы представляемые результаты. В первой главе описываются системы инжекции примесных пеллетов для различных установок. Здесь обсуждаются методики измерения скорости испарения, параметров облаков вблизи водородных и примесных макрочастиц. Вторая глава посвящена анализу результатов исследования испарения макрочастиц и поведению пеллетных облаков. В ней также описана простая модель и приведены оценки возможного захвата излучения в пеллетных облаках. Третья глава посвящена результатам использования метода макрочастиц для диагностики различных параметров плазмы, таких как угол прокручивания силовых линий магнитного поля, плотность тока и запас устойчивости, а также транспортные свойства примеси. В данной главе также описаны результаты разработки метода макрочастиц для диагностики быстрых электронов и ионов плазмы. В заключительной, четвертой главе приведены результаты исследований, направленных на технологическое применение пеллетов для управления свойствами плазменного разряда, т.е. для быстрого контролируемого выключения и кондиционирования разряда методом пеллет-инжекции. В заключении приведены основные результаты работы.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследований физики взаимодействия твердых примесных макрочастиц с высокотемпературной плазмой установок с магнитным удержанием в широком диапазоне изменения как параметров плазмы, так и заряда ядра в материале макрочастиц: результаты измерения скорости испарения и радиального распределения испаренного вещества, модель испарения примесных макрочастиц, результаты исследования структуры и параметров облаков, окружающих псллсты.

2. Разработка методов и применение примесной пеллет-инжекции для исследования радиальных профилей угла прокручивания силовых линий магнитного поля и плотности тока, надтепловых электронов и ионов, переноса примесей.

3. Предложение и разработка методов управления параметрами плазменного разряда, основанных на примесной пеллет-инжекции: результаты исследования возможности улучшения энергетических характеристик плазменного разряда стеллараторов, новый способ выключения разряда токамака с использованием инжекции примесных макрочастиц из материалов с большим зарядом ядра, результаты экспериментов по выключению разряда токамака Т-10 путем инжекции КС1 и Ti пеллетов и результаты моделирования сценария выключения разряда установки Т-10 и токамака-реактора ИТЭР.

Результаты исследования физики взаимодействия твердых примесных макрочастиц с высокотемпературной плазмой установок с магнитным удержанием в широком диапазоне изменения как параметров плазмы так и заряда ядра в материале макрочастиц:

1.1. Установлено, что распределение испаренного примесного (в отличие от водородного) вещества по магнитным поверхностям описывается локальной скоростью испарения пеллета.

1.2. Проведено сопоставление радиальных профилей экспериментальной скорости испарения примесных частиц и рассчитанной по разработанной модели нейтрального экранирования. Показано хорошее их соответствие для описания скорости испарения в равновесной плазме. Экспериментально обнаружено, что в присутствии надтепловых электронов и ионов скорость испарения может значительно (в несколько раз) возрастать.

1.3. Измерены параметры и исследована структура пеллетных облаков в установках Т-10, TFTR, Heliotron Е, W7-AS, LHD.

Результаты разработки и применения диагностических приложений примесной пеллетинжекции:

2.1. Разработаны и применены методики измерения радиальных профилей угла прокручивания силовых линий магнитного поля и плотности тока методом инжекции примесных макрочастиц на токамаках Т-10 и TFTR.

2.2. Впервые предложен и реализован метод оценки пространственного положения и энергетических характеристик надтепловых электронов в установках с магнитным удержанием плазмы с использованием углеродной пеллет-инжекции.

2.3. Проведен расчет сигналов перезарядки альфа-частиц на Li пеллетном облаке, измеренных в DT экспериментах на установке TFTR, позволивший согласовать их абсолютные значения. Сделано предложение по новой методике регистрации функции распределения быстрых надтепловых ионов в плазме и получены первые результаты использования такой диагностики быстрых ионов в стеллараторе LHD.

2.4. Методом TESPEL (Tracer Encapsulated Solid PELlet) диагностики измерены значения коэффициента диффузии D для Li примеси в стеллараторе CHS. Показано, что значения D ~ 0.1-1 м2/с слабо меняются с плотностью плазмы и растут с увеличением электронной температуры разряда. Получены и объяснены результаты измерения сигналов перезарядки лития и титана при использовании TESPEL диагностики на установке LHD. Впервые в стеллараторах, проведены эксперименты по изучению методом пеллет-инжекции радиального переноса тяжелой Ti примеси с помощью пространственно-временной эволюции Ка линий титана. Путем моделирования показано, что значения коэффициента диффузии Ti в LHD снижаются с ростом плотности плазмы. Отмечено, что неоклассическая модель переноса примесей для токамаков не в состоянии описать полученные значения скорости линчевания примеси.

Предложение и разработка приложений примесной пеллет-инжекции для управления параметрами плазменного разряда:

3.1. Экспериментальные результаты по улучшению чистоты плазмы и энергетических характеристик плазменного разряда стелларатора Heliotron Е путем инжекции крупных литиевых макрочастиц продемонстрировали слабое влияние пеллет-инжекции на взаимодействие плазмы со стенкой в двух магнитных конфигурациях - с «натуральным дивертором» и с лимитером при отношениях радиуса лимитера к радиусу стенки > 0.8.

3.2. Предложен способ выключения разряда токамака-реактора методом инжекции примесных макрочастиц из материала с большим зарядом ядра. Сформулировано предложение о возможности использования для этого макрочастиц из замороженных инертных газов (Кг, Хе). Путем инжекции КС1 и Ti пеллетов в плазму токамака Т-10 впервые экспериментально продемонстрированы полный вывод тепловой составляющей энергии плазмы и вывод более чем 75% энергии тока. Показано, что инжекция тяжелой примеси не инициирует большой срыв разряда. Инжекция на стадии спада тока позволяет существенно (в несколько раз) ускорить процесс "штатного" выключения разряда. Обнаруженные вспышки жесткого рентгеновского излучения при инжекции значительного количества примеси указывают на генерацию убегающих электронов в процессе гашения разряда Т-10.

3.3. С помощью моделирования показано, что эволюцию плазменных параметров при гашении разряда Т-10 удается адекватно описать в предположении о том, что коэффициенты переноса после инжекции возрастают во всём плазменном шнуре в 510 раз на времена порядка 0.1 от энергетического времени жизни плазмы. Величина возмущения коэффициентов переноса по сравнению с их до-инжекционным уровнем растет с увеличением количества инжектируемой в разряд примеси,

274

4. В качестве возможного сценария выключения разряда токамака-реактора ИТЭР предложено последовательно инжектировать очередь из 6-ти Кг пеллетов размером 1 см с частотой 50 Гц и со скоростью 1 км/с. Численно продемонстрирована возможность подавления генерации популяции убегающих электронов в процессе гашения разряда дополнительной инжекцией дейтериевых пеллетов.

Благодарности

Я весьма признателен всем сотрудникам, аспирантам и студентам кафедры физики плазмы Санкт-Петербургского государственного политехнического университета за плодотворную совместную работу, постоянные обсуждения и помощь. Особо хочу поблагодарить профессора Кутеева Бориса Васильевича за постоянную поддержку и обсуждение направлений совместной деятельности, а также профессоров Рожанского Владимира Александровича и Цендина Льва Дандинсуруновича за плодотворные дискуссии и критику по теме данной работы. Необходимо отметить неоценимый вклад сотрудников и аспирантов кафедры физики плазмы Мирошникова Игоря Витальевича, Егорова Сергея Михайловича, Капралова Владимира Геннадьевича, Кострюкова Артема Юрьевича, Тимохина Владимира Михайловича, Бахаревой Ольги Александровны, Скокова Вячеслава Геннадьевича, в проведение совместных исследований, без дружеской поддержки и взаимопонимания которых написание данной работы было бы невозможно.

Хочу также поблагодарить моих коллег, с которыми я непосредственно занимался исследованиями во многих лабораториях мира: Владимира Александровича Вершкова, Вадима Александровича Крупина, Сергея Александровича Шибаева, Геннадия Евсеевича Ноткина (Институт ядерного синтеза, Россия), Фрица Вагнера, Райнера Бурхена, Людвига Лидла (Институт физики плазмы им. Макса Планка, Германия), Эйорла Мармара, Джима Терри, Джо Снайпса (Массачуссетский Технологический Институт, США), Шигеру Судо, Наоки Тамура, Константина Хлопенкова (Национальный Институт Ядерных исследований, Япония). Необходимо принести мои благодарности всем исследователям с установок Т-10, TFTR, Asdex Upgrade, Heliotron E, CHS, W7-AS, LHD, которые предоставляли данные своих диагностик для экспериментов с пеллет-инжекцией.

В заключение хочу поблагодарить мою жену, Ольгу Михайловну, и сына, Станислава Владимировича, которые с пониманием относились ко многим часам моего отсутствия в семейном кругу на протяжении всей работы над диссертацией.

Заключение

В заключении сформулируем основные результаты работы.

1. ITER Physics Basis Editors et al., ITER Physics Basis. Chapter 1. Overview and summary //Nucl. Fusion 39 (1999) pp. 2137-2174.

2. H.Yamada, A.Komori, N.Ohyabu et al., Configuration flexibility and extended regimes in the Large Helical Device //Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) A55-A71.

3. Spitzer et al., Stellarator Reactor concept. Oakridge National Laboratory Reports, 1954.

4. Голант B.E., Жилинский А.П., Кутеев Б.В. и др., О возможности диагностики горячей плазмы с помощью макрочастиц //ПЖТФ, 1977, т.З, №19, с.1035-1038.

5. Б.В. Кутеев, Исследования плазмы токамаков с помощью макрочастиц //Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, 1987, Ленинград.

6. Капралов В.Г., Хлопенков К.В., Рожанский В.А., Режим улучшенного удержания в токамаке Т-10, вызванный инжекцией медленного водородного пеллета //Письма в ЖТФ, т.21,1995, с.57-63.

7. Шибаев С.А. и др., Формирование внутреннего транспортного барьера в омической Н-моде на токамаке Т-10 //Тезисы докладов XXV Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 1998, с. 28.

8. L. G. Askinazi et al., H-mode in TUMAN-3 tokamak triggered by edge plasma perturbations //Physics of Fluids В 5 (1993) pp. 2240-2247.

9. A.C. Тукачинский, M.B. Андрейко, Л.Г. Аскинази и др., Формирование внутреннего транспортного барьера в омической Н-моде на токамаке ТУМАН-ЗМ //Тезисы докладов XXV Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 1998, с. 32.

10. L.R. Baylor, et al., Improved core fueling with high field side pellet injection in the DIII-D tokamak //Physics of Plasma 7 (2000) pp. 1878-1885.

11. P. Gohil, L.B. Berry, T.C. Jernigan et al., Investigations of H-mode plasma triggered directly by pellet injection in the DIII-D tokamak //Phys. Review Letters 86 (2001) pp. 644-647.

12. Андреев А.П., Кутеев Б.В., Современное состояние работ по пеллет-инжекции //ВАНиТ, Сер. Термоядерный синтез, вып. 3, 1985, с. 3-16,

13. Milora S.L., Houlberg W.A., Lenguel L.L., Mertens V., Pellet fueling //Nucl. Fusion 35 (1995) pp. 657-754.

14. Кутеев Б.В., Диагностика плазмы методом пеллет-инжекции //ВАНиТ, Сер. Термоядерный синтез, 1986, вып. 3, с. 3-22.

15. Кутеев Б.В., Технологии для термоядерных реакторов, базирующиеся на инжекции макрочастиц //Журнал технической физики, 1999, т. 69, № 9, стр. 63-67.

16. J. Snipes, Е. S. Marmar, J. L. Terry, et al., Wall conditioning with impurity pellet injection on TFTR //J. Nucl. Mater. 196-198 (1992) p. 686.

17. D.K. Mansfield, J.D. Strachan, M.G. Bell et al., Enhanced performance of deuterium-tritium-fueled supershots using extensive lithium conditioning in the Tokamak Fusion Test Reactor III. Phys. Plasmas 2 (1995) p. 4252.

18. D.K. Mansfield, K.W. Hill, J.D. Strachan etal., //J. Phys. Plasmas 3 (1996) p. 1892.

19. Sergeev V.Yu., Khlopenkov K.V., Kuteev B.V. et al., Experiments on Li pellet injection into Heliotron E //Plasma Phys. Control. Fusion 40 (1998) pp.1785-1801.

20. ITER Physics Basis Editors et al, ITER Physics Basis. Chapter 3. MHD stability, operational limits and disruptions //Nucl. Fusion 39 (1999) pp. 2251-2389.

21. Physics and Plasma Operation Studies, Rep. S CA4 RE2, ITER (1994); Boucher D., Wesley J. //Europhysics Conference Abstracts 18B (1997), Part II.

22. S. Putvinski, P. Barabaschi, N. Fujisawa et al., Halo current, runaway electrons and disruption mitigation in ITER//Plasma Physics and Contr. Fus. 39 (1997) pp. B157-B171.

23. Kuteev B.V., Sergeev V.Yu., Viniar I.V. et al, Fusion technology 26 (1994) pp. 938-944.

24. Kuteev B.V., Sergeev V. Yu., Sudo S., Emergency discharge quench or rampdown by a noble gas pellet //Nucl. Fusion 35 (1995) p.l 167.

25. Putvinski S., Fujisawa N., Post D., et al, Fast plasma termination by impurity fueling Hi. Nucl. Mater. 241-243 (1997) p. 316.

26. Прохоров Д.Ю. //Препринт ИАЭ, № 6131/8. M., 1999.

27. Sergeev V.Yu. et al., Experimental Studies of the T-10 Plasma Quench Using a High-Z Impurity Pellet Injection//Europh. Conf. Abstracts 19C (1995), Part 1, p. 49.

28. Sergeev V.Yu., Timokhin V.M., and Kuteev B.V. Studies of T-10 discharge rampdown by injection of impurity pellet //Europhysics Conference Abstracts 22C (1998) p. 0603-0606.

29. Sergeev V.Yu., Timokhin V.M., and Kuteev B.V. Simulations of Transient Plasma Transport after Injection of High Z Impurity Pellets into T-10 Plasmas //Europhysics Conference Abstracts 23J (1999) p. 1761-1763.

30. Тимохин В.М., Сергеев В.Ю, Кутеев Б.В., Исследование выключения разряда в токамаке Т-10 методом инжекции примесных макрочастиц с большим Z //Физика плазмы, 2001, Т. 27, №3, стр. 1-14.

31. Schmidt G.L., Ali-Arshad S., Bartlett D., Potential safe termination by injection of polypropylene pellets in JET //Europhysics Conference Abstracts 19C (1995) Part IV pp. 2124.

32. Pautasso G., Buchl K., Fuchs J.C., et al, Use of impurity pellets to control energy dissipation during disruption //Nucl. Fusion 36 (1996) p. 1291.

33. Granetz R.S., Hutchinson I.H., Sorci J. et al., Disruptions, halo currents and killer pellets in Alcator C-Mod //Fusion Energy 1996 (Proc. 16th Int. Conf. Montreal, 1996), Vol. 1, IAEA, Vienna (1997) pp. 757-762.

34. Yoshino R., Kondoh Т., Neyatani Y. et al, Fast plasma shutdown by killer pellet injection in JT-60U with reduced heat flux on the divertor plate and avoiding runaway generation //Plasma Phys. Control. Fusion 39 (1997) p. 313.

35. Yoshino R., Intense helium gas puffing in JT-60U, paper presented at the ITER Disruption, Plasma Contrrol, and MHD Expert Group Meeting, personal communication, March 1997.

36. Yoshino R., Tokuda S., Kawano Y., Generation and termination of runaway electrons at major disruptions in JT-60U //Nuclear Fusion 39 (1999) p. 151.

37. Whyte D.G., Evans Т.Е., Kellman A.G. et al., Energy balance, radiation and stability during rapid plasma termination via impurity pellet injections on DIII-D //Europhysics Conference Abstracts 21A (1997) pp. 1137-1140.

38. Whyte D.G., Т. E. Evans, A. W. Hyatt et al., Rapid Inward Impurity Transport during Impurity Pellet Injection on the DIII-D Tokamak //Phys. Rev. Letters, 81 (1998) pp. 43924395.

39. Sergeev V. Yu., Timokhin V. M., Segal V. A. and Kuteev В. V., Simulation of ITER discharge rampdown by injection of impurity pellet//Europhysics Conference Abstracts 21A (1997) Part 3 pp. 0973-0976.

40. Timokhin V.M., Kuteev B.V., Sergeev V.Yu., and the T-10 team, Studies of Discharge Quench by Killer Pellets in T-10 Tokamak //Europh. Conf. Abs., (2001) 25A, p. 1417-1420.

41. Тимохин B.M., Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю. Исследование выключения тока в токамаке Т-10 методом пеллет-инжекции, Письма в ЖТФ, 2001, Т. 27, №18, стр. 83-88.

42. B.V. Kuteev, V.G. Kapralov, V.Yu. Sergeev, et alDevelopment of pellet technologies for tokamaks and ICF //Europh. Conf. Abs., (2003) 27A, PI.59 (см. http://eps2003 .ioffe ru/PDFS/P2 144.PDF).

43. S.C. Jardin, G.L. Schmidt, E.D. Fredrickson et al, A fast shutdown technique for large tokamaks //Nucl. Fusion 37 (2000) pp. 923-933.

44. Rosenbluth M.N., Putvinski S.V., Parks P.B., Liquid jets for fast plasma termination in tokamaks //Nucl. Fusion 37 (1997) p. 955.

45. D.G. Whyte et al, Disruption mitigation with high-pressure noble gas injection // Journal of Nuclear Materials 313-316 (2003) pp. 1239-1246.

46. V.A. Rozhanshy et al, Modeling of High-Pressure Argon Jet Penetration into a Tokamak //Proc. 31st European Physical Society Conference on Plasma Physics, 28th June to 2nd July, 2004, Imperial College, London, pp. 4-162.

47. А.П. Жилинский, Б.В. Кутеев, M.M. Ларионов, А.Д. Лебедев, В.А. Рожанский, Л.Д.Цендин, Определение скорости полоидального вращения плазмы в токамаке ФТ-1 //Письма в ЖЭТФ, 1979, т.30, вып. 7, с. 405-408.

48. С.М. Егоров, Б.В. Кутеев, В.А. Рожанский, Быстрый неодномерный перенос при пеллет-инжекции //Письма в ЖТФ, 1987, т.13, вып. 9, с. 569-573.

49. V. Rozhansky, I. Veselova, S. Voskoboynikov, Evolution and stratification of a plasma cloud surrounding a pellet. Plasma Phys. Control. Fusion 37 (1995) pp. 399-414.

50. Terry J.L., Marmar E.S., Sergeev V.Yu., et al, Imaging of lithium pellet ablation trails and measurement of q profiles in TFTR//Rev. Sci. Instrum. 63 (1992) pp. 5191-5194.

51. V.Yu. Sergeev, V.M. Timokhin, O.A. Bakhareva, et al, Studies of C-pellet ablation cloud structure on Wendelstein7-AS stellarator /Europhysics Conference Abstracts 25A (2001) pp. 1953-1956.

52. Егоров С.М., Кутеев Б.В., Мирошников И.В., Сергеев ВЮ, Наблюдение силовой линии магнитного поля в токамаке Т-10 // Письма в ЖЭТФ, 1987, т. 46, вып. 4, с. 143-146

53. S.M. Egorov, V.A. Galkin, V.G. Kapralov, et al., Pellet ablation study in T-10 using photography technique //Proc. 13th Intern Conf. on Plasma Phys and Contr. Nucl. Fus. Res. Washington, 1990, Vol. 1, p. 599-609.

54. C.M. Егоров, Б.В. Кутеев, И.В. Мирошников, Д.В. Поляков, В.Ю. Сергеев, Измерения профиля тока методом макрочастиц в омических режимах токамака Т-10 //Физика плазмы, 1994, т. 20, вып. 2, стр. 151-153.

55. С.М. Егоров, Б.В. Кутеев, И.В. Мирошников, Д.В. Поляков, В.Ю. Сергеев, Поведение светящихся облаков вблизи испаряющихся водородных и углеродных макрочастиц //Физика плазмы, 1994, т. 20, вып. 2, стр. 154-156.

56. Н. W. Mueller, Р. Т. Lang, К. Buechl, et al., Improvement of q-profile Measurement by Fast Observation of Pellet Ablation at ASDEX-Upgrade //Rev. Sci. Instrum. 68 (1997) pp. 40514060.

57. Andersen V., Controlled fusion and plasma physics (Proc. 12th Eur. Conf. Budapest, 1985) Part II vol. 9F European Physical Society, Geneva, p. 648.

58. A.A. Bagdasarov V.I. Bugaria, N.L.Vasin, et al., The pellet trajectory toroidal deflection in T-10 //Europhysics Conference Abstracts 14B Part 1 (1990) pp. 231-234.

59. Egorov S.M., Kuteev B.V., Mikhailenko A.A et al., Current density profile and electron beam localization measurements using carbon pellets on T-10 //Nuclear Fusion 32 (1992) p. 2025.

60. V.Yu. Sergeev, S.M. Egorov, V.G. Kapralov et al., Recent results on impurity and hydrogen pellet injections into the T-10 plasma //Europhysics Conference Abstracts 17B (1993) Part 1 p. 255-258.

61. Sergeev V.Yu., Polivaev D.A, Measurement of current density profiles in T-10 current drive regimes using carbon pellet injection //Fusion Eng. And Design 34-35 (1997) pp. 215-218.

62. V. Sergeev, et al., Plasma diagnostics on Asdex Upgrade by means of carbon pellet injection //Europhysics Conference Abstracts 18B (1994) pp.1364-1367.

63. L. Ledl, R. Burhenn, V. Sergeev, et al., Carbon Pellet Injection Experiments at the Stellarator W7-AS //Europhysics Conference Abstracts 23J (1999) pp.l477-1480.

64. V.G. Skokov, V.M.Timokhin, V.Yu.Sergeev et al., DIFFERENT TYPES OF CARBON PELLET ABLATION IN W7-AS PLASMAS //Europh. Conf. Abs., (2003) 27A, PI.6 (см. http://eps2003.ioffe.ru/PDFS/P1 006.PDF4.

65. M. Sasao, K.N. Sato, Y. Nakamuara, M. Wakatani, Active diagnostics of magnetically confined alpha particles by pellet injection //Nuclear Fusion 27 (1987) pp. 335-340.

66. M. Sasao, G. Wurden, D.K. Mansfield, Spectroscopic measurement of the Doppler broadening region of He II line emission of TFTR plasmas using impurity pellet//Fusion Eng. And Design 34-35 (1997) p. 333-336.

67. R.K. Fisher, J.S. Leffler, A.M. Howald, and P.B. Parks, Fast alpha diagnostics using pellet injection//Fusion Technol. 13 (1988) p.536.

68. S.S. Medley, D.K. Mansfield, A.L. Roquemore et al., Design and operation of the pellet charge exchange diagnostic for measurement of energetic confined a particles and tritons on the Tokamak Fusion Test Reactor //Rev. Sci. Instrum. 67 (1996) p. 3122.

69. S.S. Medley, R.K. Fisher, A.V. Khudoleev et al., Initial operation of the alpha charge exchange diagnostic using Impurity pellet injection into deuteriem plasmas on TFTR //Europhysics Conference Abstracts 17C (1993) p. Ill-1183.

70. J.M. McChesney, H.H. Duong, R.K. Fisher et al., Results obtained using the pellet charge exchange diagnostic on TFTR //Rev. Sci. Instrum. 66 (1995) p. 348.

71. H.H. Duong, R.K. Fisher, J.M. McChesney et al, //PPPL-3192 (May, 1996).

72. M.P. Petrov, R. Bell, R.V. Budny et al., Effective temperatures, sawtooth mixing, and stochastic diffusion ripple loss of fast HI minority ions driven by ion cyclotron heating in the Tokamak Fusion Test Reactor Physics of Plasmas 6 (1999) p. 2430.

73. H.H. Duong, R.K. Fisher, J.M. McChesney et al., Radio frequency-driven energetic tritium ion tail measurements in the Tokamak Fusion Test Reactor using the pellet charge exchange diagnostic //Rev. Sci. Instrum. 68(1) (1997) p. 340.

74. M.P. Petrov, N.N. Gorelenkov, R.V. Budny et al., Sawtooth miximg of alpha particles in TFTR D-T plasmas //Proc. 16th IAEA Fusion Energy Conference, Montreal, 1996, LAEA-CN-64/A2-2 paper.

75. S.S. Medley, R.V. Budny, H.H. Duong, et al., Confined trapped alpha behaviour in TFTR deuterium-tritium plasmas //Nuclear Fusion 38 (1998) p. 1283.

76. В. Kuteev, V. Sergeev, О. Bakhareva, M. Hussein, On fast particle analysis using pellet charge exchange diagnostics //Abstracts of APS Meeting, 2000, Poster CP 1.066 (see http://www.aps.org/meet/DPP00/baps/abs/S260066.html).

77. J.M. McChesney, P.B. Parks, R.K. Fisher et al, The interaction of fast alpha particles with pellet ablation clouds //Phys. Plasmas 4 (1997) p. 381.

78. V.Yu. Sergeev et al. Conceptual design of pellet Charge eXchange (PCX) diagnostics for the stellarator W7-X /ЛРР Report 10/20, January 2002.

79. Б.В. Кутеев, М.М. Ларионов, А.Д. Лебедев, Влияние параметров разряда на перенос примесей в токамаке ФТ-1 //Письма в ЖТФ, 1983, т. 9, вып. 9, с. 529-533.

80. A.A. Bagdasarov, et al., Plasma and impurity transport study on T-10 with the low level injection //In 10-th Intern. Conf. on Plasma Phys. And Contr. Nucl. Fus. Res. London, Sept. 1984, paper IAEA-CN-44/A-III-4.

81. S.C. McCool, Impurity pellet experiments in TEXT //Europhys. Conf. Abstracts 15C Part 1 (1991) pp.325-328.

82. Багдасаров А.А., Егоров С.М., Кутеев Б.В., и др., Исследование переноса тепла при инжекции макрочастиц в токамак Т-10 //Физика плазмы, 1987, т.13, с. 781-790.

83. Sudo S., Diagnostics of Particle Transport by Double Layer Pellet //Japanese Journal of Plasma Physics 69 (1993) pp.1349-1361.

84. Khlopenkov K. and Sudo S., New particle transport diagnostics with tracer-encapsulated solid pellet //Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) pp. 1547-1557.

85. Tamura N., Khlopenkov K., Sudo S., Viniar I., Sergeev V. and LHD Experimental Group, Local Particle Transport Diagnostics in Plasma Edge Using Tracer-Encapsulated Solid Pellet Injection//J. Plasma Fusion Res. SERIES 4 (2001) pp. 442-446.

86. Tamura N., Khlopenkov K.V., Sergeev V.Yu., et al., Transient Transport Studies for Particle and Heat using Tracer-Encapsulated Solid Pellet Injection in LHD Hi. Plasma Fusion Res. SERIES 5 (2002) pp. 400-403.

87. Milora S.L., Foster S.L., A revised neutral gas shielding model for pellet-plasma interactions //IEEE Trans. Plasma Science PS-6 (1978) p. 578.

88. Parks P.B, Turnball R.J., Effect of transonic flow in the ablation cloud on the lifetime of a solid hydrogen pellet in a plasma //Physics of Fluids 20 (1978) p. 1735.

89. Б.В. Кутеев, В.Ю. Сергеев, Л.Д. Цендин, О взаимодействии углеродных макрочастиц с высокотемпературной плазмой //Физика плазмы, 1984, т. 10, вып. 6, с. 1172-1179.

90. Б.В. Кутеев, А.П. Умов, Л.Д. Цендин, Двумерная кинетическая модель испарения водородных марочастиц в токамаке //Физика плазмы, 1985, т. 11, вып. 4, с. 409-416.

91. P.B. Parks et al., Analysis of low Za impurity pellet ablation for fusion diagnostic studies //Nucl. Fusion 28 (1988) p. 477.

92. B.V. Kuteev, Hydrogen pellet ablation and acceleration by current in high temperature plasmas //Nucl. Fusion 35 (1995) pp. 431-453.

93. B.V. Kuteev, L.D. Tsendin, Analytical model of neutral gas shielding for hydrogen pellet ablation //Report NIFS-717 (Nov. 2001).

94. Baylor, L.R., Geraud, A., Houlberg, W.A. et al, An International Pellet Ablation Database // Nucl. Fusion 37 (1997) p. 445. (www: http://ornl.gov.gat.com)

95. Kaufmann M., Lackner K., Lengyel L.L., Plasma shielding of hydrogen pellets //Nucl. Fusion 26 (1986) p. 171.

96. Houlberg W.A., et al., Neutral and plasma shielding model for pellet ablation //Nucl. Fusion 28(1988) p. 595.

97. Lengyel L.L., Spathis P.N., A self-consistent MHD ablation model pellet penetration depth prediction for a reactor-temperature plasma //Nucl. Fusion 34 (1994) p. 675.

98. Lengyel L.L. et al, Modelling of impurity pellet abaltion in ASDEX Upgrade (neon) and Wendelstein W7-AS (carbon) by means of a radiative ("killer") pellet code //Nucl. Fusion 39 (1999) pp. 791-813.

99. Lengyel L.L., Pellet ablation in hot plasmas and the problem of magnetic shielding //Physics of Fluids 21 (1978) p. 1945.

100. Parks P.B., Pellet ablation flow near the stagnation plane at low magnetic reynolds number //Nucl. Fusion 31 (1991) p. 1431.

101. В.А. Рожанский, Влияние самосогласованного электрического поля на испарение макрочастиц в горячей плазме //Физика плазмы, 1989, т. 15, с. 1447.

102. L. Ledl, R. Burhenn,Sergeev V.Yu., et al., Study of carbon pellet ablation in ECR-heated W7-AS plasmas // Nuclear Fusion (2004) 44 pp. 600-608.

103. L. Ledl, Verunreinigungspelletinjektion am Stellarator Wendelstein 7-AS (Dissertation), IPP Report 111/257 Februaiy 2000.

104. Sapper J. and Renner H., Stellarator Wendelstein VII-AS: physics and engineering design //Fusion Technology (1990) p. 62.

105. Lang P.T. et. al., Compact gas gun injection system for variable sized solid pellets //Rev. Sci. Instrum. 65 (1994) pp. 2316-2321.

106. Sergeev V.Yu., Kostrukov A.Yu, Shibaev S.A., Measurement of cloud parameters near hydrogen and deuterium pellets injected into T-10 plasma //Fusion Eng. And Design 34-35 (1997) pp. 323-327.

107. Parail V.V., Pogutse O.P., in: Review of plasma physics, Vol.11, Consultant Bureau, New York, (1986) p. 1.

108. Greenwald M., Terry J.L., Wolfe S.M., et. al., A new look at density limits in tokamaks //Nucl. Fusion 28 (1988) p. 2199.

109. Багдасаров А.А. и др., Супергетеродинный радиометр поляризационного типа для измерения электронной температруры плазмы на установке Т-10 В сборнике: Диагностика плазмы, вып.4(1), под ред. М.И. Пергамента М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 113.

110. Esiptchuk Yu.V., Kovrov Р.Е. //Preprint IAE-3258/7 (1980).

111. Багдасаров А.А. и др., В сборнике: Диагностика плазмы, вып.4(1), под ред. М.И. Пергамента М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 131.

112. Gvozdkov Yu. V. et al.,//Preprint IAE-3618/7 (1982)

113. Химченко JI.H., частное сообщение.

114. Егоров С.М., Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю., Хекало А.В., Об ускорении макрочастиц в газодинамических инжекторах //Журнал технической физики, 1985, т. 55, вып. 4, с. 692697.

115. Солоухин В.А., Оптические характеристики водородной плазмы, Новосибирск, 1971.

116. McNeill, D.H., Greene, G.J., Schuresco, D.D., Parameters of the Luminous Region Surrounding Deuterium Pellets in the Princeton Large Torus //Phys. Rev. Lett. 55 (1985) p. 1398.

117. Гороховский, Ю.Н., Баранова, В.П., Свойства черно-белых фотографических пленок. М., Наука, 1970.

118. К. Kondo, Т. Mizuuchi et al., Impurity behavior in boronized Heliotron E III. of Nucl. Mater. 220-222 (1995) p. 1052-1056.

119. Khlopenkov K.V., Sudo S. Sergeev V.Yu., Operation of the lithium pellet injector //NIFS-TECH-4 report, Nagoya, May 1996.

120. G. W. Barnes, R. C. Gemhardt, D. Mansfield, Operation of the Lithium Pellet Injector during D-T operations on TFTR IIProc. of Symposium on Fusion Engineering, Illinois, (1995) Abstract 0605, p. 176.

121. N. Tamura. et al., Impurity Transport Study by means of Tracer-Encapsulated Solid Pellet in LHD //Proc. 29th EPS Conference on Plasma Physics and Controlled Fusion (2002) Paper PI. 126 (web site: http://elise.epfl .ch/pdf/).

122. Sergeev V.Yu. et al., Oprtimization of CXRS TESPEL diagnostics on LHD in the visible spectral range //Plasma Phys. Control. Fusion 44 (2002) pp. 277-292.

123. Goncharov P.R., Lyon J.F., Ozaki T.,., Sergeev V.Yu., et al., Passive and Active Corpuscular Diagnostic Techniques for Studing LHD Plasma High-energy Particle Physics //J. Plasma Fusion Res. SERIES 5 (2002) pp. 159-162.

124. P. R. Goncharov,T. Saida, N. Tamura et al. Development and initial operation of the pellet charge exchange diagnostic on LHD heliotron//Rev.Sci. Instrum. 2003 74 pp.1869-1872.

125. Motojima O., Yamada H., Komori A. et al., Initial physics achievements of large helical device experiments //Phys. Plasmas 6 (1999) pp. 1843-1850.

126. Fujiwara M., Kaneko O., Komori. A. et al., Experiments on NBI plasmas in LHD //Plasma Phys. Control. Fusion 43 (1999) pp. B157-B166.

127. Sudo S. et al., Overview of Large Helical Device diagnostics //Rev. Sci. Instrum. 72 (2001) pp. 483-491.

128. Kawahata K., Tanaka K. and Ito Y., Far infrared laser interferometer system on the Large Helical Device //Rev. Sci. Instrum. 70 (1999) pp. 707-709.

129. Narihara K. et al., Design and performance of the Thomson scattering diagnostic on LHD //Rev. Sci. Instrum. 72 (2001) pp. 1122-1125.

130. Nagayama Y. Kawahata K., England A. and Ito Y., Electron cyclotron emission diagnostics on the large helical device //Rev. Sci. Instrum. 70 (1999) p. 1021-1024.

131. Muto S., Morita S., LHD Experimental Group, First result from x-ray pulse height analyzer with radial scanning system for LHD //Rev. Sci. Instrum. 72 (2001) pp. 1206-1209.

132. Sudo S., Nagayama Y., Emoto M. et al., Overview of Large Helical Device diagnostics (invited) //Rev. Sci. Instrum. 72 (2001) pp. 483-491.

133. Ida K., Kado S. and Liang Y., Measurements of poloidal rotation velocity using charge exchange spectroscopy in a large helical device //Rev. Sci. Instrum. 71 (2000) p. 2360.

134. Sudo S. et al., Particle transport diagnostics on CHS and LHD with tracer-encapsulated solid pellet injection //Plasma Phys. Control. Fusion 44 (2002) pp. 129-135.

135. K. Matsuoka, S. Kubo, M. Hosokawa et al., Confinement study in Compact Helical System (CHS), Proc. 12th Inter. Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research (IAEA, Vienna, 1989) 2, p. 411 (1998).

136. Sergeev V.Yu. et al., Lithium pellet deposition and penetration in TFTR //Rev. Sci. Instrum. 63(1992) pp. 4984-4986.

137. S. Okamura, K. Matsuoka et al., Proc. 17th Inter. Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research (IAEA, Yokogama, 1998).

138. Sergeev V.Yu. et al, Response of plasma density and radiation to TESPEL ablation in LHD //Journal of Plasma and Fusion Research Series 5 (2002) pp. 395-399.

139. J. L. Terry, E. S. Marmar, R. B. Howell, K. A. Owens, et al., Impurity and deuterium pellet studies on TFTR //Proc. 13th Intern Conf. on Plasma Phys and Contr. Nucl. Fus. Res. Washington, 1990, Vol. 1, p. 393.

140. E.S. Marmar and J.L. Terry., Measurement of the internal magnetic field in tokamaks utilizing impurity pellets: A new detection technique //Rev. Sci. Instrum 61 (1990) pp. 30813083.

141. Vasin N.L. et al. Electron density propagation on magnetic surface in T-10 during pellet injection//Europhysics Conference Abstracts 14B Part 3 (1990) pp. 1536-1539.

142. Foster C.A, Colchin R.J., Milora S.L. et al, Solid hydrogen pellet injection into ORMAK tokamak//Nuclear Fusion 17 (1977) pp. 1067-1075.

143. Chang C.T., Thomson K., On correlation between the Я^-Нпе emission rate and the ablation rate of a hydrogen pellet in tokamaks Nuclear Fusion 24 (1984) pp. 697-707.

144. Dunning M.J. et al, Time dependent simulation of pellet evaporation in tokamaks plasmas //Nuclear Fusion 30 (1990) p. 919.

145. Summer H.P., Atomic data and analysis structure users manual (ADAS database), Abingdon Jet Joint Undertaking (1994).

146. J. de Kloe et al., Fast Backward Drift of Pellet Ablatant in Tokamak Plasmas //Phys. Rev. Lett. 82 (1999) p. 2685.

147. Muller H.W. et al, High-p Plasmoid Drift during Pellet Injection into Tokamaks //Phys. Rev. Lett. 83 (1999) p. 2199.

148. Sakamoto R. et al., Impact of pellet injection on extension of the operational region in LHD //Nucl. Fusion 41 (2001) p. 381.

149. JI.E. Захаров, В.Д. Шафранов, Равновесие плазмы с током в тороидальных системах. В сборнике: Вопросы теории плазмы, т. 11, под ред. М.И. Пергамента М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 117.

150. V. Rozhansky, I. Senichenkov, I. Veselova and R. Schneider, Thermochemical heat of ablation of solid carbon //Plasma Phys. Control. Fusion 46 (2004) pp. 575-591.

151. Greenwald M, et al 1985 Plasma physics and controlled nuclear fusion research 1984 //Proc. 10th Int. Conf. London, 1984, Vol. 1 IAEA, Vienna p. 45.

152. Laurent L and Equipe TFR //Plasma Phys. Control. Fusion 28 (1986) p. 85.

153. Schissel D P, et al. II Nucl. Fusion 27 (1987) p. 1063 (INSPEC).

154. Klein, C.A. et al, Thermochemical heat of ablation of solid carbon //J. Applied Phys. 65 (1989) p. 3425.

155. Galushkin, Yu.L, Gervids, V.I., Kogan, V.I., //In Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1971 (Proc. 4th Int. Conf. Madison, 1971) Vol. II, IAEA, Vienna (1971) 407.

156. B.V. Kuteev et al., Studies of Three Dimensional Cloud Structure of Carbon Pellets Ablated in the W7-AS Plasma //Proceedings of 29th Eur. Conf. on Contr. Fus. and Plasma Physics. Paper P4.047 at site http://elise.epfl.ch/pdf.

157. Durst, R.D., Rowan, W.L., Austin, R.A. et al., Experimental Observation of the Dynamics of Pellet Ablation on the Texas Experimental Tokamak (TEXT) //Nuclear Fusion 30 (1990) p.3.

158. В.V. Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю., Белопольский В.А., Тимохин В.М., Burhenn R. Исследование трехмерной структуры облака углеродной макрочастицы, испаряющейся в плазме стелларатора W7-AS //Письма в ЖТФ, 2003, Т. 29, №7, стр. 82-86.

159. V.Yu. Sergeev et al., Conceptual Design of Pellet Charge Exchange (PCX) Diagnostic for the Stellarators W7 /ЛРР Report 10/20, January 2002.

160. J.G. Laframbouise //Report No. 100, Inst, for Airospace Studies, Univ. of Toronto, Toronto (1966).

161. Post, D.E., Mikkelsen, D.R., Hulse,R.A., et al. Techniques for measuring the alpha-particle distribution inmagnetically confined plasmas //Journal of Fusion Energy 1 1981) p. 1.

162. A.V. Krasilnikov, et al. Study of acceleration, confinement and sawtooth induced redistribution of fast resonant protons during ICRH in TFTR //Nuclear Fusion 39 (1999) pp. 1111-1121.

163. A.V. Krasilnikov, et al. Study of acceleration and confinement of high-energy protons during ICRF and NBI heating in LHD using a natural diamond detector //Nuclear Fusion 42 (2002) pp. 759-767.

164. Rome M., Erckmann V., Gasparino U., et al. Kinetic modelling of the ECRH power deposition in W7-AS //Plasma Physics Controlled Fusion, Vol. 39, 1997, p. 117-158.

165. Тимофеев A.B. Резонансные явления в колебаниях плазмы М.: Физматлит, 2000, с. 4653.

166. Тимофеев А.В. //Физика плазмы 27 (2001) с. 265 и с. 1046.

167. Timofeev A.V Electromagnetic oscillations of the plasma near the critical surface //Europhysics Conference Abstracts 27A (2003) P-2.18.

168. Жильцов В.А. и др. Особенности удержания горячих электронов в открытой ловушке Огра-4 при ЭЦРН с продольным вводом микроволновой мощности //Физика плазмы 20 (1994) с. 267-277.

169. Тимофеев А.В. Об электромагнитных колебаниях замагниченной плазмы вблизи критической поверхности //Физика плазмы 29 (2003).

170. Ахиейзер А.И. и др., Электродинамика плазмы, М., Наука, 1974.

171. V.M. Timokhin et al., Studies of Suprathermal Electrons in the W7-AS by Means of Pellet Injection //Europh. Conf. Abs., (2002) 26В, P.-5.031 (см. http://crppwww.epfl.ch/eps2002fl.

172. Pernreiter W. et al., Proc. of 10th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Heating, Eds. T. Donne, T, Verhoeven, Singapore 1998, p. 241.

173. Hase M., Pernreiter W., and HartfuB H.J. //J.Plas. Fusion Research Series, 1998,1, p.99.

174. S. Sudo et al Hydrogen pellet injection in ECR heated Heliotron E plasmas //Europh. Conf. Abs., (1994) 18B, Part II, p. 416.

175. Wesson J.A., Tokamaks, Clarendon Press, Second edition, 1997 p. 224.

176. B.M. Тимохин, Исследование выключения разряда и быстрых электронов в установках с магнитным удержанием плазмы методом инжекции макрочастиц //Диссертация на соискание ученой степени к.ф.м.н., СПб. 2003.

177. Голант В.Е., Федоров В.И., Высокочастотные методы нагрева плазмы в тороидальных термоядерных установках,- М., Энергоатомиздат, 1986.

178. В.М. Тимохин, Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю., Скоков В.Г., Burhenn R. Эффект повышенного испарения углеродных макрочастиц в стеллараторе W7-AS, Письма в ЖТФ, 2004, Т. 30, вып. 7, с.83-87.

179. Sergeev V.Yu., Miroshnikov I.V., Sudo S., Lisitsa V.S. and Namba C., Trapping of Pellet Cloud Radiation in Thermonuclear Plasmas //J. Plasma Fusion Res. SERIES 4 (2001) pp. 605-608.

180. N. Tamura V.Yu. Sergeev, D. Kalinina et al, Fast spectroscopic measurements of the ablation clouds of Tracer-Encapsulated Solid Pellets injected into LHD plasmas //Europh. Conf. Abs., (2003) 22C, p. 0607

181. O.A. Bakhareva, B.V. Kuteev, V.Yu. Sergeev, et al, STUDIES OF С PELLET ABLATION CLOUD STRUCTURE IN W7-AS PLASMAS //Europh. Conf. Abs., (2003) 27A, PI.5 (см. http://eps2003.ioffe.ru/PDFS/Pl 005.PDF).

182. О. А. Бахарева, В. Ю. Сергеев, Б. В. Кутеев и др., Исследование углеродных облаков в плазме стелларатора WENDELSTEIN 7-AS /Физика плазмы, 2004, 30, принято к публикации.

183. Bell K.L., Gilbody Н.В., Hughes J.G. et al //J. Phys. Chem. Ref. Data, 1983.12 p. 891.

184. Morozov D.Kh., Gervids V.I., Senichenkov I.Yu. etal. //Nucl. Fusion, 2004 44. p. 252

185. Gervids V.I., Kogan V.I., Morozov D.Kh. //Plasma Physics Reports, 2001 27 p. 994.

186. Грим Г., Спектроскопия плазмы, М., Атомиздат, 1969.

187. D.H. McNeill, G.J. Greene, J.D. Newburger, D.K. Owens, Spectroscopic measurements of the parameters of the ablation clouds of deuterium pellets injected into tokamaks //Phys. Fluids В 3(1991) p. 1994-2009.

188. National Institute of Standards and Technology. NIST Atomic Spectra Database. http://physics.nist.gov/cgi-bin/AtDataymainasd.

189. V.Yu. Sergeev et al., Proposal for the optical system for measuring cloud density during TESPEL ablation in LHD Тезисы докладов XXXI Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 16-20 февраля, 2004 г.Звенигород, с. 59

190. TFR Group, Pellet Injection into TFR Plasmas: Measurement of the Ablation Zone //Europhys. Lett. 2 (1986) p. 267.

191. Egorov S.M. et al., Magnetic field line tracing in T-10 tokamak //Europhys. Conf. Abstracts 12B Part 1 (1988) p.47-5I.

192. Braginskii S.I., in: Review of plasma physics, Vol.ll, Consultant Bureau, New York, (1986) p. 205.

193. Anselone P.M., Laurent P.-J. A general method for the construction of interpolating or smoothing spline functions //Numer. Math. 12 (1968) pp. 66-82.

194. Esipchuk Yu.V. et al, Investigation of ECCD on the first and second harmonics ECR //Plasma Phys. Control. Fusion 37 (1995) pp. A267-A278.

195. J. Hata, L. A. Morgan and M. R. C. McDowellt, //J.Phys. B: Atom. Molec. Phys. 13 (1980) p. L347.

196. I.E. McCarthy, B.C. Saha and A.T. Stelbovics, Analytic Approximation for Integrated Electron-Atom Excitations //Australian Journal of Physics 34 (1981) p. 135.

197. B.A. Абрамов, В.И. Коган, B.C. Лисица, Перенос излучения в плазме /В сборнике: Вопросы теории плазмы, вып. 12, под ред. М.А. Леонтовича и Б.Б. Кадомцева М.: Энергоиздат, 1982, с. 114-154.

198. Terry J.L., et al., Measurements of internal magnetic field pitch using Li pellet injection on TFTR //Rev. Sci. Instrum. 63 (1990) pp. 2908-2911.

199. I. Yu. Veselova, et al., Effect of grad(B)-induced drift in the ablation history of pellets: results of scenario calculations //Europhysics Conference Abstracts 25A Part 3 (2001) pp. 701-704.

200. Voslamber D., Redistribution of radiation by slowly perturbed atoms //J. Phys. B: At. Mol. Phys. 19(1986) p. 3233.

201. Sobelman I.I., Vainshtein L.A., Yukov E.A., Excitation of Atoms and Broadening of Spectral Lines (1981) Springer-Verlag Berlin Heidelberg, New York.

202. Dnestrovskii Yu.N. et al., Three-dimensional simulation of electron cyclotron current drive in tokamak plasma //Europhysics Conference Abstracts 15C Part 3 (1991) pp. 265-268.291

203. M.E. Mauel et al., Measurement of MHD instabilities in high beta tokamaks /Proc. of 12 IAEA Fusion Energy Conference (Vienna, 1988) Vol. 1, p.415.

204. V.Yu. Sergeev, O.A. Bakhareva, B.V. Kuteev et al. Evaluations of Optimal Pellet Injection Parameters and Expected Detector Signals for the PCX Diagnostics on LHD //Europh. Conf. Abs., (2002) Montreux, 26B, P-2.120.

205. Сергеев В. Ю. Исследование плазмы токамака Т-10 с помощью примесных макрочастиц //Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук (1987).

206. Erckmann V., Gasparino U., Hartfuss H. et al. //Fusion Eng. Design 26 (1992) p. 141.

207. V.Yu. Sergeev et al., Analysis of first PCX measurements in LHD //Proc. 31st European Physical Society Conference on Plasma Physics, 28th June to 2nd July, 2004, Imperial College, London, P. 5-116.

208. Диагностика термоядерной плазмы /под редакцией С.Ю. Лукьянова, М., Энергоатомиздат, 1985.

209. J. D. Strachan, D. К. Mansfield, М. G. Bell et al. /Я. Nucl. Mater., 1994 217, p. 145

210. Афанасьев В.И., Кисляков А.И., 'Козловский С.С., Кисляков А.И. и др., Диагностика горячей плазмы по потокам нейтральных атомов. Состояние и перспективы, Тезисы докладов XXXI Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 2004, с. 28.

211. В.Ю. Сергеев, Д.Никандров, П.Р. Гончаров и др. АНАЛИЗ СИГНАЛОВ PCX ДИАГНОСТИКИ НА УСТАНОВКЕ LHD, Тезисы докладов ХХХШ Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 2004, с. 60, http://plasma.gpi.ni/Zvenigorod/XXXI/M.html.

212. A.V. Krasilnikov et al. /ЛЕЕЕ Trans. Nucl. Sci., 1998 45, p. 385

213. Janev R.K. and Smith J.J., Atomic and plasma-material interaction data for fusion //Suppl. J. Nucl. Fus. 4 (1993) pp. 1-180.

214. Janev R.K., Presnyakov L.P., Shevelko V.P., Physics of Highly Charged Ions (1983) Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo.

215. Bethe H.A. and Salpeter E.E., Quantum mechanics of one- and two-electron atoms (1957) Springer-Verlag Berlin Goettingen Heidelberg p. 262.

216. Hulse R.A., Numerical studies of impurities in fusion plasmas //Fusion Technology 3 (1982) p. 259.

217. S. Sudo et al., Particle Transport Study with Tracer-encapsulated Solid Pellet Injection //Proc. of 17th IAEA Fusion Energy Conference (Yokohama, Japan, 1998) IAEA-CN -69/EXP1/18. (NIFS Report-560.)

218. Nakamura Y. et al., Impurity Behavior in LHD Long Pulse Discharges //Europhysics Conference Abstracts 25A Part 3 (2001) pp. 1481-1484.

219. Wesson J.A., Gill R.D., Hugon M., et. al. Disruptions in JET//Nucl. Fusion 29 (1989) 641.

220. Fussmann G. et al., IMPURITY TRANSPORT AND NEOCLASSICAL PREDICTIONS //Plasma Phys. Control. Fusion 33 (1991) p. 1677.

221. Clark R., Abdallah J. and Post D., Radiation rates for low Z impurities in eadge plasmas //J. Nucl. Mat. 220 (1995) p. 1028.

222. Соколов Ю.А. //Письма в ЖЭТФ, 1979, т. 29, с. 244.

223. Jayakumar, R., Fleischmann, Н.Н., Zweben, S.J., Collisional avalanche exponentiation of runaway electrons in electrified plasmas //Phys. Let. A 172, 1993 p. 447.

224. Rosenbluth M.N., Putvinski S.V., Theory for avalanche of runaway electrons in tokamaks //Nucl. Fusion 37 (1997) p. 1355.

225. Mantica P. et al., Plasma response to edge cooling in JET and relation to plasma confinement //Europh. Conf. Abs., (1997) 21A Part 1 105.

226. Hogeweij G.M.D. et al., Strongly inhomogeneous electron heat diffusivity in RTP //Europh. Conf. Abs., (1995) 18C Part 2 013.

227. Rechester A.B. and Rosenbluth M.N., Electron Heat Transport in a Tokamak with Destroyed Magnetic Surfaces //Phys. Rev. Lett. 40 (1978) p. 38.

228. E. Clementi, C. Roetti, Roothaan-Hartree-Fock atomic wavefunctions //Atomic Data Nucl. Data Tabl. 14(1974) p. 177.

229. T. Mizuuchi et al., "Natural" divertor and limiter-discharge in Heliotron E //J. Nucl. Mater. 196-197(1992) p. 719.

230. K. Kondo, K. Ida, C. Christou, V.Yu. Sergeev et al., Behavior of pellet injected Li into Heliotron E plasmas //J. Nucl. Mater. 241-243 (1997) p. 956.

231. Голант B.E., Федоров В.И., Высокочастотные методы нагрева плазмы в тороидальных термоядерных установках, М., Энергоатомиздат, 1986.

232. V.I. Poznyak et al., //Europh. Conf. Abs., (1998) 22C, B042PR, p. 0607 (см. http://epsppd.epfl.ch/Praha/WEB/98ICPPW/B042PR.PDF).