Способ подавления тиринг-неустойчивости в плазме токамака

 

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к термоядерным устройствам типа токамак, и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Цель изобретения - повышение эффективности за счет подавления идеальных винтовых возмущений плазмы. С помощью магнитного зонда регистрируют магнитные возмущения, создаваемые развитием тиринг-мод. В резонансной винтовой обмотке, включенной в ецпь обратной связи магнитного зонда, возбуждают электрический ток, причем это возбуждение осуществляют с задержкой по времени, которую выбирают не меньше характерного альфвеновского времени. Такое формирование тока в резонансной обмотке позволяет подавить влияние идеальных возмущений плазмы, возбуждаемых действием винтовой обмотки, и обеспечить более глубокое подавление тиринг-нейстойчивости в токамаке.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 21 В 1 00

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4369606/24-25 (22) 01.02.88 (46) 15.01.90. Бюл. Р 2 (72) H.Ei.ÑïåðàHñêèé (53) 533.9(088.8) (56) Гвоздков 13,В. и др, Физика плазмы. Т.6, 1980, В 2, с. 234.

Артеменков Л.И. и др. Письма в

ЖЭГФ, Т. 27, 1978, У 2, с. 108. (54) СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ ТИРИНГ-НГУСТОЙЧИВОСТИ В ПЛАЗИЕ ТОКАИАКА (57) Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к термоядерным устройствам типа токамак, и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Цель иэобретения—

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к термоядерным устройствам типа токамак, и может быть использовано при создании энергетических реакторов.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет подавления идеальных винтовых возмущений плазмы.

Способ подавления тиринг-неустойчивости в плазме токамака осуществляют следующим образом.

Внутри разрядной камеры токамака в тени лимитера размещают магнитный зонд для регистрации возмущений полоидального магнитного поля, вызванных развитием тиринг-неустойчивости плазменного шнура.

В тени лимитера размещают также резонансную винтовую обмотку с шагом

2 повышение эффективности за счет подавления идеальных винтовых возмущений плазмы. С помощью магнитного зонда регистрируют магнитные возмущения, создаваемые развитием тиринг-мод. В резонансной винтовой обмотке, включенной в цепь обратной связи магнитного зонда, возбуждают электрический ток, причем это возбуждение осуществляют с задержкой по времени, которую выбирают не меньше .характерного альфвеновского времени. Такое формирование тока в резонансной обмотке позволяет подавить влияние идеальных возмущений плазмы, возбуждаемых действием винтовой обмотки, и обеспечить Я более глубокое подавление тиринг-неустойчивости в токамаке. винта, соответствующим шагу винтовой тиринг-моды, имеющей максимальную амплитуду. Обычно наиболее опасна Мо да с полоидальным волновшм числом

m- =2.

Из частотноro спектра сигнала магнитного зонда выделяют сигнал винто" вой гармоники, имеющей наибольшую амплитуду, Наиболее интенсивную гар- монику можно выделить, например, с. помощью электрического частотного фильтра. Далее в винтовой резонансной обмотке, включенной в цепь обратной связи магнитного зонда, возбуждают ток обратной связи. Для питания резонансной винтовой обмотки может быть использован высокочастотный усилитель, выход которого связан с маг,нитным зондом. Прн этом токи обратной связи формируют с временной за1536447

4 держкой относительно сигнала, получаемого с магнитного зонда. Величину

-временной задержки gt выбирают удовлетворяющим соотношению

О аKt <3 4 ° ó, где  — невоэмущенное полоидальное о магнитное поле плазмы: 10

1 — плотность плазмы на резонансной магнитной поверхности.

Дпя задержки сигнала может быть использован фильтр низких частот.

Таким образом, в резонансной винтовой обмотке формируется электрический ток (й}, закон временного изменения которого задается выражением

20 з() -.к-Q(t - ht), где Е " коэффициент усиления. обратной связи1 25

40 возмущения плазмы искажает своим магнитным полем сигнал с магнитного зонда, предназначенного дпя измерения магнитного потока тиринг-моды. Это снижает воэможность подавления тиринг- моды.

Характерное время установления идеальных колебаний плазмы составляет величину. порядка. альфвеновского вреl мени

С 3 4е, Поэтому величина временной задержки

gt< t.Введение указанной временной задержки приводит к дополнительному снижению амплитуды тиринг-моды в

2-3 раза. Кроме того, уменьшается частота осцилляций сигнала с магнитного зонда, что позволяет уменьшить энергетические затраты на питание винтовых резонансных обмоток.

Формула изобретения

Способ подавления тиринг-неустойчивости в плазме токамака, включающий регистрацию сигнала возмущения полоидального магнитного потока магнитным зондом, расположенным в камере токамака, выделение иэ частотного спектра полученного сигнала гармоники с максимальной амплитудой и возбуждение в резонансной винтовой обмотке, окружающей плазменный шнур, электрического тока j(t) обратной связи, соответствующего по изменению во времени сигналу выделенной гармо- ники, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности. за счет подавления идеальных винтовых возмущений плазмы, величину тока обратной связи задают согласно соотношению

j(t) - r. y(t - ь.), где Š— коэффициент усиления обратной связи (- магнитный поток выделенной винтовой гармоники возмущения плазмы:

t — текущее время; временная задержка возбуждения электрического тока в винтовой обмотке относительно сигнала магниТного зонда, при этом временную задержку Г. выбирают удовлетворяющей соотношению

О с etc Ç /-)4и ), где В, — невозмущенное полоидальное магнитное поле плазмы;

1 — плотность плазмы на резонансной магнитной поверхности, возмущенной тиринг-неустой" чивостью.