Классификация краевых неустойчивостей на токамаке Глобус-М2

Солоха В. В.; Петров Ю. В.; Пономаренко А. М.; Сахаров Н. В.; Тельнова А. Ю.; Ткаченко Е. Е.; Токарев В. А.; Толстяков С. Ю.; Тюхменева Е. А.; Хромов Н. А.; Новохацкий А. Н.; Минаев В. Б.; Киселев Е. О.; Курскиев Г. С.; Яшин А. Ю.; Балаченков И. М.; Варфоломеев В. И.; Воронин А. В.; Гусев В. К.; Горяинов В. Ю.; Дьяченко В. В.; Жильцов Н. С.; Щеголев П. Б.

doi:10.31857/S0367292122601540

Классификация краевых неустойчивостей на токамаке Глобус-М2

Authors: Солоха В.¹, Петров Ю.¹, Пономаренко А.², Сахаров Н.¹, Тельнова А.¹, Ткаченко Е.¹, Токарев В.¹, Толстяков С.¹, Тюхменева Е.¹, Хромов Н.¹, Новохацкий А.¹, Минаев В.¹, Киселев Е.¹, Курскиев Г.¹, Яшин А.¹^,2, Балаченков И.¹, Варфоломеев В.¹, Воронин А.¹, Гусев В.¹, Горяинов В.¹, Дьяченко В.¹, Жильцов Н.¹, Щеголев П.¹
Affiliations:
1. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
2. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Issue: Vol 49, No 4 (2023)
Pages: 322-331
Section: ТОКАМАКИ
URL: https://journals.rcsi.science/0367-2921/article/view/139563
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292122601540
EDN: https://elibrary.ru/FKNQKA
ID: 139563

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Cреди наблюдаемых на Глобус-М2 периферийных неустойчивостей выделяют краевые неустойчивости двух типов: синхронизированные и десинхронизированные с пилообразными колебаниями. Десинхронизированные срывы появляются в режимах, характеризующихся высокими значениями давления в пьедестале p_ped > 3 кПа, и наблюдаются в разрядах с тороидальным магнитным полем B_T > 0.6 Т и током по плазме I_P > 0.3 МА. Десинхронизированные срывы краевой неустойчивости относятся к типу 3/5 с доминирующим влиянием пилинг-моды. Синхронизированные срывы наблюдались в более широком диапазоне параметров разряда, в том числе при B_T < 0.6 Т и I_P < 0.3 МА. Расчеты устойчивости пилинг-баллонной (ПБ) моды показали, что при ширине пьедестала ψ_norm = = 0.09 и p_ped > 3.5 кПа возможна дестабилизация ПБ-моды без дополнительного воздействия. Экспериментальные данные указывают на доминирующую роль микротиринговой неустойчивости в пьедестале. Микротиринговая мода не позволяет пьедесталу Глобуса-М2 достичь состояния неустойчивой кинетической баллонной моды, что объясняет низкую предиктивную силу модели EPED в токамаке Глобус-М2.

Keywords

высокотемпературная плазма, токамак, пьедестал, пилинг-баллонная неустойчивость

References

Leonard A.W. // Phys. Plasmas 2014. 21 090501. https://doi.org/10.1063/1.4894742
Wagner F., Fussmann G., Grave T., Keilhacker M., Kornherr M., Lackner K., McCormick K., Müller E.R., Stäbler A., Becker G., Bernhardi K., Ditte U., Eberha-gen A., Gehre O., Gernhardt J., Gierke G.v., Glock E., Gruber O., Haas G., Hesse M., Janeschitz G., Karger F., Kissel S., Klüber O., Lisitano G., Mayer H.M., Meisel D., Mertens V., Murmann H., Poschenrieder W., Rapp H., Röhr H., Ryter F., Schneider F., Siller G., Smeulders P., Söldner F., Speth E., Steuer K.-H., Szymanski Z., Vollmer O. // Phys. Rev. Lett. 1984. 53. 1453. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.53.1453
Wilson H.R., Cowley S.C. // Phys. Rev. Lett. 2004. 92. 175006 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.175006
Lampert M., Diallo A., Myra J.R., Zweben S.J. // Phys. Plasmas 2021. 28. 022304 https://doi.org/10.1063/5.0031322
Snyder P.B., Wilson H.R., Ferron J.R., Lao L.L., Leonard A.W., Osborne T.H., Turnbull A.D., Mossessian D., Murakami M., Xu X.Q. // Phys. Plasmas. 2002. 9 2037 https://doi.org/10.1063/1.1449463
Snyder P.B., Groebner R.J., Hughes J.W., Osborne T.H., Beurskens M., Leonard A.W., Wilson H.R., Xu X.Q. // Nucl. Fusion 2011. 51. 103016 https://doi.org/10.1088/0029-5515/51/10/103016
Loarte A., Becoulet M., Saibene G., Sartori R., Camp-bell D.J., Eich T., Herrmann A., Laux M., Suttrop W., Alper B., Lomas P.J., Matthews G., Jachmich S., Ongena J., Innocente P. and EFDA- JET Workprogramme Collaborators // Plasma Phys. Control. Fusion 2022. 44. 1815. https://doi.org/10.1088/0741-3335/44/9/303
Zohm H., Osborne T.H., Burrell K.H., Chu M.S., Doyle E.J., Gohil P., Hill D.N., Lao L.L., Leonard A.W., Taylor T.S., Turnbull A.D. // Nucl. Fusion 1995. 35 543. https://doi.org/10.1088/0029-5515/35/5/I05
Kass T., Günter S., Maraschek M., Suttrop W., Zohm H. and ASDEX Upgrade Team // Nucl. Fusion 1998. 38. 111. https://doi.org/10.1088/0029-5515/38/1/310
Saarelma S., Hender T.C., Kirk A., Meyer H., Wilson H.R., and MAST Team // Plasma Phys. Control. Fusion 2007. 49. 31. https://doi.org/10.1088/0741-3335/49/1/003
Maingi R., Bush C.E., Fredrickson E.D., Gates D.A., Kaye S.M., LeBlanc B.P., Menard J.E., Meyer H., Mueller D., Nishino N., Roquemore A.L., Sabbagh S.A., Tritz K., Zweben S.J., Bell M.G., Bell R.E., Biewer T., Boedo J.A., Johnson D.W., Kaita R., Kugel H.W., Maqueda R.J., Munsat T., Raman R., Soukhanovskii V.A., Stevenson T., Stutman D. // Nucl. Fusion 2005. 45. 1066. https://doi.org/10.1088/0029-5515/45/9/006
Zohm H. // Plasma Phys. Control. Fusion 1996. 38. 105. https://doi.org/10.1088/0741-3335/38/2/001
Maingi R. // Phys. Plasmas. 2006. 13. 092510. https://doi.org/10.1063/1.2226986
Lang P.T., Loarte A., Saibene G., Baylor L.R., Becou-let M., Cavinato M., Clement-Lorenzo S., Daly E., Evans T.E., Fenstermacher M.E., Gribov Y., Horton L.D., Lowry C., Martin Y., Neubauer O., Oyama N., Schaf-fer M.J., Stork D., Suttrop W., Thomas P., Tran M., Wilson H.R., Kavin A., Schmitz O. // Nucl. Fusion. 2013. 53. 043004. https://doi.org/10.1088/0029-5515/53/4/043004
Solokha V.V., Kurskiev G.S., Bulanin V.V., Petrov A.V., Tolstyakov S.Yu., Mukhin E.E., Gusev V.K., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Tokarev V.A., Khromov N.A., Patrov M.I., Bakharev N.N., Sladkomedova A.D., Telnova A.Yu., Shchegolev P.B., Kiselev E.O., Yashin A.Yu. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. 1094. 012002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1094/1/012002
Bulanin V.V., Kurskiev G.S., Solokha V.V., Yashin A.Yu., Zhiltsov N.S. // Plasma Phys. Control. Fusion 2021. 63. 122001. https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac36a4
Minaev V.B., Gusev V.K., Sakharov N.V., Varfolomeev V.I., Bakharev N.N., Belyakov V.A., Bondarchuk E.N., Brunkov P.N., Chernyshev F.V., Davydenko V.I., Dyachen-ko V.V., Kavin A.A., Khitrov S.A., Khromov N.A., Kise-lev E.O., Konovalov A.N., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Labusov A.N., Melnik A.D., Mineev A.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Rozhan-sky V.A., Saveliev A.N., Senichenkov I.Yu., Shchego-lev P.B., Shcherbinin O.N., Shikhovtsev I.V., Sladkomedova A.D., Solokha V.V., Tanchuk V.N., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Zhilin E.G. // Nucl. Fusion 2017. 57. 066047. https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa69e0
Gusev V.K., Golant V.E., Gusakov E.Z., D’yachenko V.V., Irzak M.A., Minaev V.B., Mukhin E.E., Novokhatskii A.N., Podushnikova K.A., Razdobarin G.T., Sakharov N.V., Tregubova E.N., Uzlov V.S., Shcherbinin O.N., Belya-kov V.A., Kavin A.A., Kostsov Yu.A., Kuz’min E.G., Soikin V.F., Kuznetsov E.A., Yagnov V.A. // Tech. Phys. 1999. 44. 1054. https://doi.org/10.1134/1.1259469
Kurskiev G.S., Gusev V.K., Sakharov N.V., Petrov Yu.V., Bakharev N.N., Balachenkov I.M., Bazhenov A.N., Chernyshev F.V., Khromov N.A., Kiselev E.O., Kriku-nov S.V., Minaev V.B., Miroshnikov I.V., Novokhatskii A.N., Zhiltsov N.S., Mukhin E.E., Patrov M.I., Shulyatiev K.D., Shchegolev P.B., Skrekel O.M., Telnova A.Yu., Tkachenko E.E., Tukhmeneva E.A., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Varfolomeev V.I., Voronin A.V., Goryai-nov V.Yu., Bulanin V.V., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Yashin A.Yu., Kavin A.A., Zhilin E.G., Solovey V.A. // Nucl. Fusion 2022. 62. 016011. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac38c9
Yashin A., Bulanin V., Petrov A., Ponomarenko A. // A-ppl. Sci. 2021. 11. 8975. https://doi.org/10.3390/app11198975
Sakharov N.V., Voronin A.V., Gusev V.K., Kavin A.A., Kamenshchikov S.N., Lobanov K.M., Minaev V.B., Novokhatsky A.N., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Shchego-lev P.B. // Plasma Phys. Rep. 2015. 41. 997. https://doi.org/10.1134/S1063780X15120120
Курскиев Г.С., Жильцов Н.С., Коваль А.Н., Корнев А.Ф., Макаров А.М., Мухин Е.Е. // Письма в Журнал технической физики 2021. 47. 24. https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.24.51799.19019
Muller M. Dynamic Time Warping. In: Information Retrieval for Music and Motion. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-74048-3_4
Kalupin D., Tokar M.Z., Unterberg B., Loozen X., Pilipenko D., Zagorski R. and TEXTOR Contributors // Plasma Phys. Control. Fusion 2006. 48. A309. https://doi.org/10.1088/0741-3335/48/5A/S30
Porcelli F., Boucher D., Rosenbluth M.N. // Plasma Phys. Control. Fusion 1996. 38. 2163. https://doi.org/10.1088/0741-3335/38/12/010
Greenwald M., Terry J.L., Wolfe S.M., Ejima S., Bell M.G., Kaye S.M., Neilson G.H. // Nucl. Fusion 1988. 28 2199. https://doi.org/10.1088/0029-5515/28/12/009
Eich T., Goldston R.J., Kallenbach A., Sieglin B., Sun H.J., ASDEX Upgrade Team and JET Contributors // Nucl. Fusion 2018. 58. 034001. https://doi.org/10.1088/1741-4326/aaa340
Suttrop W., Kaufmann M., de Blank H.J., Brüsehaber B., Lackner K., Mertens V., Murmann H., Neuhauser J., Ryter F., Salzmann H., Schweinzer J., Stober J., Zohm H. and the ASDEX Upgrade Team // Plasma Phys. Control. Fusion 1997. 39. 2051. https://doi.org/10.1088/0741-3335/39/12/008
Larakers J.L., Curie M., Hatch D.R., Hazeltine R.D., Mahajan S.M. // Phys. Rev. Lett. 2021. 126. 225001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.225001
Nelson A.O., Laggner F.M., Diallo A., Smith D., Xing Z.A., Shousha R., Kolemen E. // Nucl. Fusion 2021. 61. 116038. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac27ca
Redl A., Angioni C., Belli E., Sauter O., ASDEX Upgrade Team, and EUROfusion MST1 Team // Phys. Plasmas 2021. 28. 022502. https://doi.org/10.1063/5.0012664
Dudson B.D., Umansky M.V., Xu X.Q., Snyder P.B., Wilson H.R. // Comput. Phys. Commun. 2009. 180 1467. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2009.03.008
Lao L.L., St. John H.E., Peng Q., Ferron J.R., Strait E.J., Taylor T.S., Meyer W.H., Zhang C., You K.I. // Fusion Sci. Technol. 2005. 48. 968. https://doi.org/10.13182/FST48-968
Dickinson D., Roach C.M., Saarelma S., Scannell R., Kirk A., Wilson H.R. // Phys. Rev. Lett. 2012. 108. 135002. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.135002
Diallo A., Maingi R., Kubota S., Sontag A., Osborne T., Podestà M., Bell R.E., LeBlanc B.P., Menard J., Sabbagh S. // Nucl. Fusion. 2011. 51. 103031. https://doi.org/10.1088/0029-5515/51/10/103031
Медведев С.Ю., Иванов А.А., Мартынов А.А., Пошехонов Ю.Ю., Коновалов С.В., Полевой А.Р. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. № 5. С. 483. https://doi.org/10.7868/S0367292116050103
Медведев С.Ю., Мартынов А.А., Коновалов С.В., Леонов В.М., Лукаш В.Э., Хайрутдинов Р.Р. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 11. С. 998. https://doi.org/10.31857/S0367292121110226