Obrovské toroidní plazmové zařízení - Enormous Toroidal Plasma Device

The Obrovské toroidní plazmové zařízení (ETPD) je experimentální fyzika zařízení umístěné v zařízení pro základní plazmovou vědu v University of California, Los Angeles (UCLA). Předtím fungovala jako Elektrický tokamak (ET) v letech 1999 až 2006 a byl známý tím, že je největším na světě tokamak[1] před vyřazením z provozu z důvodu nedostatečné podpory a financování.[2] Stroj byl přejmenován na ETPD v roce 2009. V současné době prochází stroj modernizacemi, které mají být znovu použity v obecné laboratoři pro experimentální fyzika plazmatu výzkum.

Jako elektrický tokamak

Elektrický tokamak
Elektrický Tokamak.jpg
Pohled shora na elektrický tokamak.
Typ zařízeníTokamak
UmístěníLos Angeles, Kalifornie, NÁS
PřidruženíUCLA
Technické specifikace
Major Radius5 m (16 stop)
Menší poloměr1 m (3 ft 3 v)
Objem plazmy188 m3
Magnetické pole0,25 T (2 500 G)
Topný výkon2 MW
Plazmový proud30–45 kA
Dějiny
Rok (y) provozu1999 – 2006

Electric Tokamak (ET) byl posledním z řady malých tokamakových strojů postavených v roce 1998 pod vedením hlavního výzkumného pracovníka a designéra Roberta Taylora, profesora UCLA. Stroj byl navržen jako nízké pole (0,25 T ) fúze magnetického vězení zařízení s velkým poměr stran. Skládá se ze 16 vakuových komor vyrobených z 1palcové oceli s velkým poloměrem 5 metrů a menším poloměrem 1 metr. ET byl největší tokamak, jaký byl kdy postaven, s vakuovou nádobou o něco větší než ta vakuová Společný evropský torus.

První plazmy bylo dosaženo v lednu 1999. ET je schopen produkovat plazmový proud 45 kiloamperů a může produkovat jádro elektron plazma teplota 300 eV.[3][4]

Pro OH jsou nutné čtyři sady nezávislých cívek (ohmické vytápění ) proudový pohon, vertikální rovnovážné pole, prodloužení plazmy a plazmové tvarování (D nebo vzad-D). Systém OH poskytuje 10 V · s pomocí 10 kA zdroj napájení. Až 0,1 T vertikálního pole lze použít pro horizontální ovládání a to je více než dostačující pro všechny konfigurace plazmy, včetně vysoké beta. Dodatečná sada cívek poskytuje malé horizontální pole pro korekci chybového pole a pro stabilizaci plazmy vertikálně. Všechny cívky jsou umístěny mimo plavidlo a jsou vyrobeny z hliník.

A Rogowski sonda mimo plavidlo a sady Hallovy sondy uvnitř cévy se používají k monitorování plazmatického proudu, polohy a tvarování a používají se v regulační smyčce zpětné vazby. Poloidální systém byl navržen s použitím interního rovnovážného kódu i řady dalších kódů za účelem křížové kontroly výpočtů a posouzení stability výsledné plazmy.

Jako většina tokamaky, stroj používá kombinaci RF topení a vstřikování neutrálního paprsku řídit a tvarovat plazmu.

Vyřazení z provozu v roce 2006

V roce 2006 docházelo ET k financování a byl vyřazen z provozu po odchodu Taylora do důchodu. Faktory vedoucí ke ztrátě financování se připisují nedostatku rozsáhlé diagnostiky plazmy, její velké velikosti a jejímu postavení v politice fúze. Když byla v provozu, byl ET financován převážně z Ministerstvo energetiky (SRNA).[2]

Jako obrovské toroidní plazmové zařízení

V roce 2009 byl Electric Tokamak (ET) přejmenován na Enormous Toroidal Plasma Device (ETPD) a byl znovu navržen pro základní výzkum plazmy. A hexaborid lanthanitý (Laboratoř6) zdroj plazmy byl vyvinut pro ETPD[5] (podobný tomu, který byl použit v Velké plazmové zařízení ) a je schopen produkovat dlouhý sloupec magnetizovaného plazmatu (~ 100 m), který se několikrát navíjí podél toroidní osy stroje. Ukázalo se, že plazmový sloupec je bez proudu a končí na neutrálním plynu v komoře, aniž by se dotýkal stěn stroje.[6]

Typické provozní parametry ETPD[7] jsou:

  • Hustota: n ≤ 3 × 1013 cm−3
  • Teplota elektronu: 5 eV E <30 eV
  • Teplota iontu 1 eV i <16 eV
  • Pole pozadí: B = 250 gaussů (25 mT)
  • Plazmová beta: β ~ 1

ETPD je v současné době v procesu aktualizace (tj. Větší zdroje,[8] lepší diagnostické schopnosti) na podporu široké škály experimentů fyziky plazmatu.

Viz také

Reference

  1. ^ „2002-03_Roční zpráva“ (PDF). Citováno 2020-03-31.
  2. ^ A b „Uzavřít zprávu o programu UCLA Tokamak“. 2014.
  3. ^ Počáteční plazma v elektrickém tokamaku.
  4. ^ Taylor, R. J .; Gauvreau, J.-L .; Gilmore, M .; Gourdain, P.-A .; LaFonteese, D. J .; Schmitz, L. W. (2002). „Počáteční výsledky plazmy z elektrického tokamaku“. Jaderná fůze. 42 (1): 46. Bibcode:2002NucFu..42 ... 46T. doi:10.1088/0029-5515/42/1/307. ISSN  0029-5515.
  5. ^ Cooper, C. M .; Gekelman, W .; Pribyl, P .; Lucky, Z. (16. srpna 2010). "Nový velkoplošný zdroj plazmy hexaboridu lanthanu". Přehled vědeckých přístrojů. 81 (8): 083503–083503–8. Bibcode:2010RScI ... 81h3503C. doi:10.1063/1.3471917. ISSN  0034-6748. PMID  20815604.
  6. ^ Cooper, C. M .; Gekelman, W. (24. června 2013). „Ukončení magnetizované plazmy na neutrálním plynu: konec plazmy“. Dopisy o fyzické kontrole. 110 (26): 265001. Bibcode:2013PhRvL.110z5001C. doi:10.1103 / PhysRevLett.110.265001. PMID  23848883.
  7. ^ DeRose, K. L .; Cooper, C .; Pribyl, P .; Gekelman, W. (2008). „Měření beta plazmy v enormním toroidním plazmovém zařízení (ETPD)“ (PDF). Citováno 26. července 2008.
  8. ^ Carter, T. A .; Dorfman, S .; Vincena, S .; Gekelman, W .; Klein, K .; Howes, G. G. „Vysoká beta, horké ionty, magnetizované laboratorní plazmy v LAPD a ETPD: vyhlídky na studium procesů souvisejících s vesmírem a astrofyzikálními plazmami“. CiteSeerX  10.1.1.709.6176. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)

externí odkazy