Globus-M results as the basis for a compact spherical tokamak with enhanced parameters Globus-M2

Abstract

The targeted plasma parameters of the compact spherical tokamak (ST) Globus-M have basically been achieved. The reasons that prevent further extension of the operating space are discussed. The operational limits of Globus-M together with an understanding of the limiting reasons form the basis for defining the design requirements for the next-step, Globus-M2. The recent experimental and theoretical results achieved with Globus-M are discussed, the operational problems and the research programme are summarized and finally, the targeted Globus-M2 parameters are presented. The magnetic field and plasma current in Globus-M2 will be increased to 1 T and 0.5 MA, respectively. The plasma dimensions will remain unchanged. With auxiliary heating at a high average plasma density, the temperatures will be in the keV range and the collisionality parameter with ν * 1 will define the operational conditions. Noninductive current drive will be a major element of the programme. The engineering design issues of Globus-M2 tokamak are discussed and the technical tokamak parameters are confirmed by thermal load and stress analysis simulations. The experimental results obtained on Globus-M2 and the limits of its performance should clarify the feasibility of an ST-based super compact neutron source.

Первые Результаты Исследования Переноса Тепла И Частиц В Сферическом Токамаке Глобус-М2 При Инжекции Пучка На Стадии Роста Тока

“…Последующие исследования ВТБ показали, что их появление на стадии роста тока в омических разрядах на токамаке Глобус-М может проходить по двум различным сценариям: с пикированием либо электронной температуры, либо плотности [14]. Введение в эксплуатацию токамака Глобус-М2 [15][16][17][18] открывает возможности для исследования сценариев разрядов с ранней инжекцией пучка атомов при высоких для сферических токамаков тороидальных магнитных полях, а также позволит существенно увеличить значение соотношения q ∼ B T /I P и таким образом продлить длительность режима с ВТБ. В настоящей работе приводятся результаты и обсуждения первых экспериментов по нейтральной инжекции, проводимой на фазе роста тока в токамаке Глобус-М2 при тороидальном магнитном поле 0.7 T. что при повышении тока плазмы орбиты быстрых частиц уменьшаются [22], вследствие чего они оказываются ближе к центру плазмы и соответственно лучше удерживаются в ней.…”

Первые Эксперименты По Контр-Инжекции Атомов Высокой Энергии На Токамаке Глобус-М

“…В токамаке Глобус-М2 [19], сборка которого заверша-ется в настоящее время, тороидальное магнитное поле будет увеличено до 1 T, а ток плазмы -до 500 kA. Мо-делирование показывает, что при контр-инжекции, как и в случае с ко-инжекцией [17], одновременное изменение тороидального магнитного поля и тока плазмы в два с половиной раза приведет к уменьшению потерь быстрых частиц, более существенному, чем в описанных выше экспериментах с изменением тока плазмы.…”

Investigation of Globus-M Tokamak Poloidal System and Plasma Position Control

“…1 [1]. Катушка HFC (Horizontal Field Coil) используется для управления вертикальным положени-ем плазмы, катушка VFC (Vertical Field Coil) -для управления горизонтальным положением.…”