Prairie View Rotamak - Prairie View Rotamak

The Prairie View (PV) Rotamak je experiment fyziky plazmatu v Prairie View A&M University.[1] Experiment studuje magnetické plazma vězení na podporu kontrolované jaderná fůze experimenty. Konkrétně lze PV Rotamak použít buď jako a sférický tokamak nebo a konfigurace s obráceným polem. V letech 2015 až 2017 všichni zaměstnanci opustili projekt a ponechali jej prázdný.[2]

Pozadí

Hlavní článek: Konfigurace s obráceným polem

FRC a sférické tokamaky jsou zajímavé pro komunitu fyziky plazmatu kvůli jejich omezujícím vlastnostem a jejich malé velikosti. Zatímco většina velkých fúzních experimentů na světě je tokamaky, FRC a ST jsou považovány za životaschopnou alternativu, protože jsou vyšší Beta, což znamená, že stejný výstupní výkon může být vyroben z menšího objemu plazmy a jejich dobro stabilita plazmy.

Dějiny

PV Rotamak byl postaven v roce 2001, převážně z komponent rozebraného Flinders Rotamak.[3] PV Rotamak poskytl experimentální data k výrobě více než 12 akademických prací z fyziky plazmatu od roku 2017.[4]

Zařízení

Experimentální zařízení se skládá z vakuové nádoby, elektromagnetických cívek, vysokovýkonného vysokofrekvenčního (RF) systému pro generování rotujícího magnetického pole (RMF) a diagnostiky. Vakuová nádoba je vyrobena z Pyrex sklo a je 80 cm dlouhý a 40 cm v průměru.[5] Elektromagnetické cívky mohou produkovat až 230 Gaussových (0,023 Teslových) magnetických polí ve středu vakuové nádoby. Další elektromagnetická cívka procházející osou vakuové nádoby může vytvářet magnetické pole nezbytné k tomu, aby se zařízení stalo sférický tokamak. Systém generování RF může dodávat do plazmy 400 kW energie ve formě rotujícího magnetického pole o frekvenci 500 kHz. RMF může běžet 40ms najednou.

Plazmové parametry

Hustota elektronů během typického výboje FV Rotamaku je .[5] To je asi 1000x méně, než by muselo dosáhnout hořící termonukleární plazmy.[6] Teplota elektronu během typického výboje je 10-30eV, opět asi 1000x nižší než hořící termonukleární plazma. Síla do plazmy je 400 kW, ve srovnání s 10 s MW ve velkém Tokamakové.

Příspěvky

Dřívější experimenty v PV Rotamak se snažily charakterizovat rozdíl mezi konfiguracemi tokamaků FRC a Spherical.[5] Zjistili, že zahrnutí toroidního magnetického pole (přeměna FRC na ST) vedlo ke zvýšení zadržování a výkonu částic.

Pozdější experimenty se snažily charakterizovat a zmírnit režim náklonu n = 1 u FRC.[7] Toto je nestabilita FRC, která může způsobit ztrátu plazmy. Změřili hranice stability tohoto režimu a zjistili, že další elektromagnetická cívka kolem středu stroje sevřela FRC na dva samostatné kousky, což zmírnilo režim náklonu.

Nedávné (2015) experimenty na PV Rotamak se zabývaly ohřevem plazmy mikrovlnami.[8] Do plazmy bylo vstřikováno 6 kW energie. Vědci zjistili, že jsou schopni pohánět proud mikrovlnami relativně efektivně, ale toto malé množství energie nestačilo na to, aby znatelně změnilo hustotu nebo teplotu plazmy.

Reference

  1. ^ „Rotamak Room: Solar Observatory“. www.pvamu.edu. Citováno 2017-01-12.
  2. ^ „Fusion Plasma Research Project - Solar Observatory“. www.pvamu.edu. Citováno 2018-10-02.
  3. ^ „Projekt fúzní plazmy: sluneční observatoř“. www.pvamu.edu. Citováno 2017-01-12.
  4. ^ "Seznam publikací: Sluneční observatoř". www.pvamu.edu. Citováno 2017-01-12.
  5. ^ A b C Yang, X .; Petrov, Yu; Huang, T. S. (01.01.2008). "Porovnání plazmatických výbojů rotamaku ve válcových a sférických zařízeních". Fyzika plazmy a řízená fúze. 50 (8): 085020. Bibcode:2008PPCF ... 50h5020Y. doi:10.1088/0741-3335/50/8/085020. ISSN  0741-3335.
  6. ^ "NRL Plasma Formulary | Plasma Physics Division". www.nrl.navy.mil. Citováno 2017-01-12.
  7. ^ Yang, X. (01.01.2009). "Potlačení". Dopisy o fyzické kontrole. 102 (25): 255004. Bibcode:2009PhRvL.102y5004Y. doi:10.1103 / PhysRevLett.102.255004. PMID  19659087.
  8. ^ Zhou, R. J .; Xu, M .; Huang, Tian-Sen (01.05.2015). "Mikrovlnné experimenty na Prairie View Rotamak". Fyzika plazmatu. 22 (5): 054501. Bibcode:2015PhPl ... 22e4501Z. doi:10.1063/1.4921129. ISSN  1070-664X.