Нагрев плазмы в стеллараторе Л-2М и токамаке Т-10 производится на второй электронно-циклотронной (ЭЦ) гармонике. Концепция эквивалентных разрядов токамака и стелларатора, имеющих одинаковые температуры электронов и ионов, введенная в [1] при одной и той же полностью поглощенной ЭЦ-мощности, расширена в [2] на случай как полного, так и частичного поглощения ЭЦ-мощности.
В настоящей работе рассмотрены примеры эквивалентных экспериментальных разрядов стелларатора Л-2М и модельных разрядов токамака Т-10. Особенностью Л-2М является малое вращательное преобразование на границе плазмы ( (а) = 0.8), в то время как на W-7X, (a) = 1.2, а на TJ-II (a) = 1.56 [1, 2]. Поэтому значения параметра q(a), определенные по формуле [1], довольно велики, q(a) ~ 8 – 10. Еще одной особенностью Л-2М является малый объем плазмы по сравнению с TJ-II. В результате при небольшой плотности плазмы удельная мощность на один электрон оказывается слишком высокой, и функция распределения электронов искажается. Появляются надтепловые электроны, и понятие температуры теряет смысл. Области появления надтепловых электронов на плоскости (n [1019 м-3], QEC [МВт]) приближенно отделяются от областей с максвелловским распределением электронов наклонной прямой, описываемой уравнением , где QEC введенная мощность,n – среднехордовая плотность плазмы (Рис. 1). В области (А) поглощение ЭЦ-волн частичное; в области (В) – полное; в области (С) появляются надтепловые электроны; в области (D) ЭЦ-волны подвергаются сильной рефракции. Граница раздела подобластей с полным и частичным поглощением определяется соотношением n = ncr, где ncr = 1.2B, B – магнитное поле [Тл]. Для серии импульсов Л-2М определены значения поглощенной мощности и энергетическое время жизни. Показано, что температура электронов и поглощенная мощность Qab в эквивалентных разрядах совпадают. На Рис. 2 показана эффективность нагрева η = Qab/QEC в зависимости от плотности плазмы для серии импульсов Л-2М.
Работа поддержана Грантом РФФИ № 20-07-00-991.
АВТОРЫ
1Днестровский Ю.Н., 1Мельников А.В., 1Лысенко С.Е., 2Мещеряков А.И., 1,2Харчев Н.К., 2Гребенщиков С.Е., 2Вафин И.Ю., 1Черкасов С.В., 1Елисеев Л.Г., 3Сычугов Д.Ю.
1НИЦ “Курчатовский институт”, Москва, Россия, Dnestrovskiy_YN@nrcki.ru
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия, meshch@fpl.gpi.ru
3МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия, sychugov@cs.msu.ru