Tokamak research at the Ioffe Institute

Abstract

Recent research at three small tokamaks with different parameters located at the Ioffe Institute-the spherical tokamak Globus-M, the large aspect ratio tokamak FT-2 and the compact tokamak TUMAN-3M-are reviewed. This overview covers energy confinement (Globus-M and FT-2), L-H transition (TUMAN-3M and FT-2), Alfvén waves (Globus-M and TUMAN-3M), ion cyclotron emission (TUMAN-3M), major plasma discharge disruption (Globus-M) and scrape-off layer (Globus-M) studies. A full-f global gyrokinetic modeling benchmark using synthetic diagnostics in FT-2 is described. Anomalous absorption and emission in electron cyclotron resonance heating experiments due to the parametric excitation of localized upper hybrid waves are analyzed theoretically. Progress in the development of the neutral particle analysis, gamma-ray spectrometry and divertor Thomson scattering combined with laser-induced fluorescence diagnostics for ITER is discussed. The status of the new Globus-M2 spherical tokamak is reported.

Эффективное Описание Влияния Рефракции, Применимое При Интерпретации Интерферометрических Измерений Плотности Плазмы В Малом Токамаке

“…Представим основные технические детали интерферометрической диагностики на примере системы, эксплуатируемой на токамаке ФТ-2. ФТ-2 -небольшая исследовательская установка с большим радиусом 55 cm и малым радиусом 8 cm [5]. Токамак оснащен микроволновым интерферометром, зондирующим плазму на частоте 135 GHz вдоль семи вертикальных хорд, лежащих в одном полоидальном сечении.…”

“…1. Перпендикулярно волновому фронту, излучаемому зондирующей антенной, генерируется набор лучей, соответствующих зондирующему пучку и описываемых системой уравнений (5). Каждому лучу соответствуют стартовые координаты и волновой вектор, а также амплитуда и фаза.…”

Review of Advanced Implementation of Doppler Backscattering Method in Globus-M

“…These oscillations of the magnetic field lead to the fluctuations of the E × B velocity that is measured using DBS, which means that the amplitude of the Alfven perpendicular velocity, radial electric field can be extracted from the measurements. Studies were conducted in the Globus-M tokamak with early neutral beam injection at the stage of growth of the plasma current [66,67]. Initially, the detection of toroidal Alfven eigenmodes (TAE) using DBS was confirmed by comparing the experimentally obtained frequency of the fluctuations presented in Table 7 to the Alfven continuum frequency gaps f TAE = v A /4πqR, where v A = B/µ 0 ρ D is the Alfven velocity (B-magnetic field, ρ D -mass density of plasma ions), q is the safety factor, and R is the major radius [68].…”

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

“…На токамаке Глобус-М [9,10] (аспектное отношение A = 1.5, большой радиус R = 0.36 m, малый радиус a = 0.24 m, тороидальное магнитное поле до 0.5 T [11], ток плазмы до 270 kA) в результате экспериментальных исследований режимов с инжекцией пучка атомов на фазе роста тока плазмы были обнаружены внутренние транспортные барьеры (ВТБ) [12,13] в условиях, когда минимальное значение запаса устойчивости в пламенном объеме превышает единицу (q min > 1). Область плазмы с пониженным переносом частиц формировалась в зоне отрицательного магнитного шира (обращенного профиля q).…”