Эксπир
Регистрация / Вход

Длинные открытые ловушки для исследования физики удержания и нагрева высокотемпературной плазмы в современных открытых магнитных ловушках (Комплекс Дол, рег. № 01-22)

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.518.11.7013
Организация
ИЯФ СО РАН
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
6,2 млн
Внебюджетные средства
22 млн

Опережающее развитие приборной базы научных исследований по приоритетным направлениям Программы и проведение исследований с использованием уникальной экспериментальной базы.

Предложения

Физическая химия наноструктурных флюидных систем
Тема
Физическая химия наноструктурных флюидных систем
Разработка мощных СВЧ источников. Лабораторное моделирование явлений в ионосферной и магнитосферной плазме.
Тема
Разработка мощных СВЧ источников. Лабораторное моделирование явлений в ионосферной и магнитосферной плазме.
Входящий номер
224
Руководитель организации-инициатора
Сергеев Александр Михайлович
 Показать еще 28 предложений
 Скрыть другие предложения

Этапы проекта

1
18.04.2007 - 30.06.2007
Установка ГОЛ-3: Проведены расчеты молекулярной кинетики при воздействии потока дейтериевой плазмы на графитовые плазмоприемники. Показано, что кроме химической эрозии существенным процессом может быть испарение графита вследствие перегрева поверхностного слоя. Создана спектроскопическая система для измерения интенсивности молекулярных спектров, включающая в себя обзорный спектрометр, спектрометр высокого разрешения и фотографическую систему для измерения пространственного распределения интенсивности свечения плазмы. Создана 2D изображающая диагностика на основе интерференционных фильтров и ПЗС камеры, позволяющая в кадровом режиме (один кадр за выстрел) регистрировать пространственное распределение мощности свечения плазмы на заданной длине волны. По этим измерениям можно определить поток молекул с поверхности мишеней.

Установка ГДЛ: В апреле-июне 2007 года на установке проводились эксперименты, направленные на создание методики стационарного поддержания баланса частиц методом инжекции холодного газа. Были спроектированы и изготовлены две независимые системы для инжекции холодного газа в плазму. В результате при суммарной мощности атомарных пучков 2.5 – 3 МВт, температура электронов достигла 150 эВ, а энергосодержание популяции быстрых ионов со средней энергией около 10 кэВ превысило 800 Дж, что согласно оценкам соответствует максимальному значению параметра бета > 40%
Развернуть
2
01.07.2007 - 07.12.2007
Установка ГДЛ: Спроектирована, изготовлена, смонтирована на ГДЛ и запущена в эксплуатацию система коаксиальных электродов, позволяющая управлять радиальным распределением электрического потенциала в плазме ГДЛ и путем создания оптимального распределения потенциала увеличить время удержания плазмы и существенно повысить её основные параметры.
Результаты экспериментов на установке ГДЛ показали, что оптимальным, с точки зрения увеличения времени удержания плазмы, является «ступенчатый» профиль радиального потенциала. В условиях, когда не были задействованы средства МГД стабилизации плазмы, а с помощью электродов формировался оптимальный профиль потенциала, проведена серия измерений параметров плазмы, а также компьютерные расчеты её основных параметров в предположении отсутствия МГД неустойчивостей. Сравнение результатов эксперимента и численного моделирования показывают, что МГД неустойчивости подавлены и не приводят к заметным поперечным потерям энергии и частиц.
Изучены частотные характеристики и длины когерентности колебаний плазмы в неустойчивых режимах удержания. Показано, что развивающаяся неустойчивость является желобковой. Измерены величины конвективных потоков частиц в различных режимах удержания. Показано, что в устойчивом режиме поперечные потери несущественны.
Установка ГОЛ-3: Сконструирован, изготовлен и размещен в выходном узле установки испытательный стенд с узлом крепления мишеней. Определена величина энерговклада пучка и плазмы в мишень по ее тепловому излучению. Все спектроскопические и изображающие диагностики абсолютно прокалиброваны.
С помощью оптических диагностик измерены основные параметры поверхностной плазмы.
В спектре излучения плазмы идентифицированы полосы излучения молекул C2 и CH. Определен поток углеводородов с поверхности и скорость химической эрозии. Установлено, что химическая эрозия дает около 0.5% от полного числа атомов, поступивших в плазму, при этом полная глубина эрозии определяется макроскопическим разрушением поверхностного слоя с образованием пыли.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Эксперименты на установке ГДЛ были посвящены МГД-стабилизации двухкомпонентной плазмы с высоким значением относительного давления в осесимметричном пробкотроне ГДЛ. Главной задачей экспериментов была проверка эффективности методов МГД-стабилизации, предложенных в свое время в проекте нейтронного источника на основе газодинамической ловушки. Предполагалось, что МГД-устойчивость в нейтронном источнике будет обеспечена осесимметричными дополнительными ячейками: расширителями и антипробкотроном, присоединенными к ГДЛ. Для достижения максимального стабилизирующего действия МГД-якорей предполагалась непрерывная инжекция холодного газа в область пробок, что должно было позволить достичь высокого значения относительного давления плазмы в якорях и сделать максимальным их вклад в критерий устойчивости. На стадии подготовки к эксперименту на установке ГДЛ были смонтированы устройства для периферийной инжекции холодного газа вблизи пробок, спроектирована и изготовлена система ленгмюровских зондов для измерения параметров плазмы в МГД-якорях, создан комбинированный зонд для измерения конвективного поперечного потока плазмы, подготовлены другие необходимые диагностики. Основной итог проведенных экспериментов заключается в том, что в экспериментах с расширителем не удалось достичь устойчивого удержания в режимах с высоким относительным давлением. В экспериментах с антипробкотроном удалось удвоить энергосодержание быстрых ионов по сравнению с соответствующей величиной, полученной ранее в аналогичном режиме. Согласно результатам оценки, относительное давление достигло ??20%, при величине «запаса устойчивости» Q ?1. В этих экспериментах также проведены измерения конвективных поперечных потоков частиц в случаях устойчивого и неустойчивого удержания.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Исследования на установке ГДЛ имеют целью создание термоядерных реакторов, а также высокоэффективных нейтронных генераторов для различных приложений: испытания материалов для будущих термоядерных реакторов, дожигания радиоактивных отходов и управления подкрити-ческими реакторами деления. Областями применения полученных результа-тов являются: материаловедение, энергетика, экология и др.
Основной целью исследований на установке ГОЛ-3 является создание термоядерного реактора на основе многопробочной ловушки. Кроме того, развиваемые подходы могут быть использованы для проведения испытаний для выбора материалов и разработки конструкции плазмоприемников термо-ядерного реактора.
3.2. Внедрение полученных результатов целесообразно после заверше-ния базисной части программы исследований на установках ГДЛ и ГОЛ-3.
3.3. Полученные результаты могут оказать существенное влияние на развитие ядерной энергетики следующих поколений, а также на развитие термоядерной энергетики, включая энергетику на альтернативных топливах.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.8 Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также уникальных объектов научной инфраструктуры (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования
Тема
Проведение исследований для получения экологически чистых "безнейтронных" термоядерных реакий на установке: "Длинные открытые ловушки (ДОЛ) для исследования физики удержания и нагрева высокотемпературной плазмы в современных открытых магнитных ловушках (КОМПЛЕКС "ДОЛ") (рег. № 01-22)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследования нагрева и удержания плазмы в токамаках.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Турбулентность и предельные параметры горячей плазмы в стеллараторном магнитном поле на установке: "Тороидальная магнитная ловушка - стелларатор "Ливень-2М" (Л-2М) (рег. № 01-75)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование диффузии примесей и турбулентности плазмы при дополнительном СВЧ-нагреве на установке: "Термоядерная установка "Токамак-10" с уникальным гиротронным комплексом (Т-10) (рег. № 01-37)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение исследований с использованием высокоэнергетических уникальных установок и комплексов (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
61,8 млн
Количество заявок
15