Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 43, № 11 (2017)

Tokamaks

Improvement of plasma energy confinement in tokamak under radiative cooling of the edge plasma

Razumova K., Borschegovskiy A., Gorbunov E., Dremin M., Kasyanova N., Kirneva N., Kislov A., Klyuchnikov L., Krupin V., Krylov S., Lysenko S., Melnikov A., Myalton T., Nemets A., Notkin G., Nurgaliev M., Sarychev D., Sushkov A., Chistyakov V., Ongena J., Messiaen A.

Аннотация

Improvement of plasma energy confinement in the T-10 tokamak by injection of impurity gases was studied experimentally. Injection of Ne and He in the ohmic and ECR heating regimes allows one to separate the dependences of energy confinement on the plasma density and on the edge plasma cooling rate. It is shown that the well-known dependence of the energy confinement time on the plasma density is, in fact, the dependence on the radiative loss power. This phenomenon can be explained by plasma self-organization. The experiments are described by a thermodynamic model for self-organized plasma in which the transport coefficient depends on the difference between the actual and self-consistent pressure profiles. The reduction in the heat flux at the plasma edge due to radiative cooling leads to a decrease in the transport coefficient in this region and, accordingly, improves energy confinement. Results of approximate model calculations for experiments with Ne injection are presented.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1043-1051
pages 1043-1051 views

Stellarators

Toroidal inhomogeneity of plasma density fluctuations during ECR plasma heating in the L-2M stellarator

Batanov G., Borzosekov V., Kolik L., Konchekov E., Malakhov D., Petrov A., Sarksyan K., Stepakhin V., Kharchev N.

Аннотация

Correlation between short-wavelength (k ≈ 20–30 cm–1) and long-wavelength (k ≈ 1–2 cm–1) plasma density fluctuations in two poloidal cross sections of the stellarator chamber separated by 1/14 or 5/14 of the torus perimeter was studied using collective scattering of radiation of two 75-GHz gyrotrons and radiation of a 37-GHz Doppler reflectometer at an ECR heating power density of 1.6–3.2 MW/m3. It is found that excitation of turbulent fluctuations is bursty in character and that fluctuations excited in different L-2M cross sections are uncorrelated. It is shown that the energy of turbulent fluctuations is modulated by a low frequency of 5–20 kHz. An idea is put forward that anomalous transport is toroidally inhomogeneous.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1052-1064
pages 1052-1064 views

Oscillations and Waves in Plasma

Nonlocal weakly relativistic permittivity tensor of magnetized plasma near electron cyclotron resonances

Sakharov A.

Аннотация

Compact expressions are derived for the nonlocal permittivity tensor of weakly relativistic plasma in a 2D nonuniform magnetic field near the resonances at the second harmonic of the electron cyclotron frequency for an extraordinary wave and at the first harmonic for an ordinary wave. It is shown that the wave equation with allowance for the obtained thermal correction to the permittivity tensor in the form of a differential operator in transverse (with respect to the external magnetic field) coordinates possesses an integral in the form of the energy conservation law.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1065-1071
pages 1065-1071 views

Dusty Plasma

Oscillations of a molecular dusty-plasma crystal

Ignatov A.

Аннотация

The phonon spectra of a two-layer plasma crystal are analyzed. A simple model describing nonreciprocal forces acting between dust grains is formulated. General trends in the dynamics of a single dust molecule consisting of two vertically aligned grains are described. An integral of motion analogous to energy is found in the harmonic approximation. The conditions allowing the existence of a molecular crystal for which interaction between pairs of grains weakly affects the state of an individual molecule are determined. The oscillation spectra are obtained in an explicit form.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1072-1079
pages 1072-1079 views

Plasma Dynamics

Control for the parameters of a low-pressure glow discharge in argon by means of acoustic flows

Fadeev S., Saifutdinov A.

Аннотация

The possibility to control the parameters of a low-pressure glow discharge in argon by means acoustic flows is demonstrated by numerical simulations. It is shown that such flows result in an increase in the densities of charged and excited particles in the axial region of the discharge and contraction of the positive column, while stability of the discharge is preserved.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1080-1088
pages 1080-1088 views

Low-Temperature Plasma

Atmospheric-pressure electric discharge as an instrument of chemical activation of water solutions

Rybkin V., Shutov D.

Аннотация

Results of experimental studies and numerical simulations of physicochemical characteristics of plasmas generated in different types of atmospheric-pressure discharges (pulsed streamer corona, gliding electric arc, dielectric barrier discharge, glow-discharge electrolysis, diaphragmatic discharge, and dc glow discharge) used to initiate various chemical processes in water solutions are analyzed. Typical reactor designs are considered. Data on the power supply characteristics, plasma electron parameters, gas temperatures, and densities of active particles in different types of discharges excited in different gases and their dependences on the external parameters of discharges are presented. The chemical composition of active particles formed in water is described. Possible mechanisms of production and loss of plasma particles are discussed.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1089-1113
pages 1089-1113 views

Applied Physics

Study of the development of relativistic plasma bunches in a long mirror trap by optical and X-ray imaging and numerical simulations

Andreev V., Novitsky A., Korneeva M., Umnov A.

Аннотация

The work presents experimental results demonstrating the feasibility of autoresonance acceleration of electrons in a long mirror trap with a reverse magnetic field. It is shown that gyromagnetic autoresonance results in the formation of a plasma bunch with average electron energy of several hundred keV, which is confined for a long time in the trap. The results of computer simulations of the regime of reverse gyromagnetic autoresonance agree well with the experimental data.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1114-1118
pages 1114-1118 views

Parameters of radiation processes in the microwave resonant plasma

Andreev V., Voldiner I., Korneeva M.

Аннотация

This work presents results of experimental studies of the spectral and photometric characteristics of optical radiation generated by a pulse-periodic microwave discharge close to ECR (2.45 GHz, average power of up to 200 W, argon pressure of 10–4–10–1 Torr). Under these conditions, dense (ne = 1010–4 × 1011 cm–3) low-temperature (Te = 3–5 eV) plasma is produced in the working volume at an ionization rate of 10–3–5 × 10–5. It is shown that the increase in the electron density near the upper boundary of the pressure range at a constant level of the input power leads to a drastic change in the type and spectral composition of plasma radiation and a jumplike increase in the light flux. The results of probe and optical measurements made it possible to determine the range of the operating parameters defining the character and parameters of the radiation processes under study.

Plasma Physics Reports. 2017;43(11):1119-1122
pages 1119-1122 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».