Spontaneous and Induced Transient Processes in Plasma of the L-2M Stellarator in High-Power ECR Heating Regime

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Comparative analysis of time evolutions of plasma macro- and microparameters during spontaneousand induced transient processes in the classical quasi-stationary stellarator L-2M is presented. Plasmaheating was performed in the electron cyclotron resonance heating (ECRH) regime at the second harmonicof electron gyrofrequency under conditions of high specific energy input in the power range of0.8−2MW/m3. Spontaneous transient processes are observed at constant heating powers, and induced onesare initiated by a stepwise increase or decrease in heating power. Correlation between time evolutions ofplasma macroparameters (primarily the energy lifetime) and the parameters of plasma turbulence is searched.Physical models of the phenomena that determine dynamic changes in plasma macroparameters are presented.Analysis of the data of high-frequency diagnostics made it possible to clear up the action of MHD andkinetic instabilities on transient processes in the stellarator hot plasma, as well as the role of plasma-wallinteraction.

About the authors

D. G. Vasilkov

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences; Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: lhdlhd81@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119991; Moscow, 105005

V. D. Borzosekov

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: lhdlhd81@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

N. N. Skvortsova

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences; MIREA — Russian Technological University

Email: lhdlhd81@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119991; Moscow, 119454

N. K. Kharchev

Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences; National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: lhdlhd81@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119991; Moscow, 123182

References

  1. Yamada H., Harris J. H., Dinklage A., Ascasibar E., Sano F., Okamura S., Talmadge J., Stroth U., Kus A., Murakami S., Yokoyama M., Beidler C.D., Tribaldos V., Watanabe K.Y. and Suzuki Y. // Nucl. Fusion. 2005. V. 45. 1684.
  2. Fujisawa A., Iguchi H., Minami T., Yoshimura Y., Sanuki H., Itoh K., Lee S., Tanaka K., Yokoyama M., Kojima M., Itoh S.-I., Okamura S., Akiyama R., Ida K., Isobe M., Morita S., Nishimura S., Osakabe M., Shimizu A., Takahashi C., Toi K., Hamada Y., Matsuoka K. and Fujiwara M. // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. P. 2669–2672.
  3. Yoshimura Y., Kasahara H., Tokitani M., Sakamoto R., Ueda Y., Ito S., Okada K., Kubo S., Shimozuma T., Igami H., Takahashi H., Tsujimura T.I., Makino R., Kobayashi S., Mizuno Y., Akiyama T., Ashikawa N., Masuzaki S., Motojima G., Shoji M., Suzuki C., Tanaka H., Tanaka K., Tokuzawa T., Tsuchiya H., Yamada I., Goto Y., Yamada H., Mutoh T., Komori A., Takeiri Y. and the LHD Experiment Group. // Nucl. Fusion. 2016. V. 56. 046005.
  4. Eguilior S., Castejón F., Luna E. de la, Cappa A., Likin K., Fernández A. and TJ-II Team // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2003. V. 45. P. 105.
  5. Milligen B. Ph. van, Estrada T., Garcıa L., Lopez Bruna D., Carreras B.A., Xu Y., Ochando M., Hidalgo C., Reynolds-Barredo J. M., Lopez Fraguas A. and the TJ-II Team // Nuclear Fusion. 2016. V. 56. 016013.
  6. Батанов Г.М., Бережецкий М.С., Борзосеков В.Д., Васильков Д.Г., Вафин И.Ю., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Ларионова Н.Ф., Летунов А.А., Логвиненко В.П., Малахов Д.В., Мещеряков А.И., Петров А.Е., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К., Харчевский А.А., Хольнов Ю.В., Щепетов С.В. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 666–672.
  7. Коврижных Л.М. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 1070–1078.
  8. Коврижных Л.М. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 17–29.
  9. Пастухов В.П. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 808–823.
  10. Abrakov V.V., Akulina D.K., Andryukhina E.D., Batanov G.M., Berezhetskij M.S., Danilkin I.S., Donskaya N.P., Fedyanin O.I., Gladkov G.A., Grebenshchikov S.E., Harris J.H., Kharchev N.K., Kholnov Yu.V., Kolik L.V., Kovrizhnykh L.M., Larionova N.F., Letunov A.A., Likin K.M., Lyon J.F., Meshcheryakov A.I., Nechaev Yu.I., Petrov A.E., Sarksyan K.A. and Sbitnikova I.S. // Nucl. Fusion. 1997. V. 37. P. 233.
  11. Мещеряков А.И., Вафин И.Ю. // Успехи прикладной физики. 2015. Т. 3. № 2. С. 145–149.
  12. Kharchev N.K., Batanov G.M., Berezhetskii M.S., Borzosekov V.D., Fedyanin O.I., Grebenshchikov S.E., Grishina I.A., Khol’nov Yu.V., Kolik L.V., Konchekov E.M., Kovrizhnykh L.M., Larionova N.F., Malakhov D.V., Meshcheryakov A.I., Petrov A.E., Pleshkov E.I., Sarksyan K.A., Shchepetov S.V., Skvortsova N.N., Stepakhin V.D., Vafin I.Yu., Vasilkov D.G. and Voronov G.S. // Plasma and Fusion Research. 2011. V. 6. 2402142.
  13. Gusakov E.Z., Popov A.Yu., Meshcheryakov A.I., Grishina I.A., Tereshchenko M.A. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. 122112.
  14. Щепетов С.В., Хольнов Ю.В. и Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. С. 151.
  15. Суворов Е.В., Фрайман А.А. // Физика плазмы. 1980. Т. 6. С. 1161–1166.
  16. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Колик Л.В., Малахов Д.В., Петров А.Е., Пшеничников А.А., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2011. № 2. С. 70.
  17. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Коврижных Л.М., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Малахов Д.В., Петров А.Е., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. С. 511.
  18. Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Васильков Д.Г., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Малахов Д.В., Вафин И.Ю., Петров А.Е., Сарксян К.А., Сахаров А.С., Степахин В.Д., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. С. 707.
  19. Горшенин А.К., Королев В.Ю., Малахов Д.В., Скворцова Н.Н. Программа робастного анализа временных рядов длинноволновой турбулентности в тороидальных плазменных установках. Св-во 2012610645 10 января 2012.
  20. Борзосеков В.Д., Смирнов В.А. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021617541 Российская Федерация. Программа спектрально-корреляционного и вейвлет-анализа параметров коротковолновой и длинноволновой плазменной турбулентности на стеллараторе Л-2М : № 2021615229.
  21. Васильков Д. Г., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. C. 731.
  22. Wagner F., Baldzuhn J., Brakel R., Burhenn R., Erckmann V., Estrada T., Grigull P., Hartfuss H. J., Herre G., Hirsch M., Hofmann J.V., Jaenicke R., Rudyj A., Stroth U. and Weller A. // Plasma Phys. Control. Fusion. 1994. V. 36. A61.
  23. Vasilkov D.G., Grebenshchikov S.E., Grishina I.A., Ivanov V.A., Meshcheryakov A.I., Petrova M.N. and Kharchev N.K. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2055. 012005.
  24. Vasil’kov D.G. and Kharchev N.K. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. P. 1443.
  25. Dnestrovskij Yu.N., Melnikov A.V., Lysenko S.E., Meshcheryakov A.I., Kharchev N.K., Vasilkov D.G., Grebenshchikov S.E., Kasyanova N.V., Cherkasov S.V., Vafin I.Yu., Eliseev L.G., and Sychugov D.Yu. // Plasma Phys. Reports. 2024. V. 50. P. 552.
  26. Andreev V.F., Borschegovskij A.A., Chistyakov V.V., Dnestrovskij Yu.N., Gorbunov E.P., Kasyanova N.V., Lysenko S.E., Melnikov A.V., Myalton T.B., Roy I.N., Sergeev D.S. and Zenin V.N. Experimental study of density pump-out effect with on-axis electron cyclotron resonance heating at the T-10 tokamak // Plasma Phys. Control. Fusion 2016. V. 58. 055008.
  27. Воронов Г.С., Акулина Д.К., Батанов Г.М., Бережецкий М.С., Васильков Д.Г., Вафин И.Ю., Воронова Е.В., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Колик Л.В., Ларионова Н.Ф., Логвиненко В.П., Малахов Д.В., Мещеряков А.И., Нечаев Ю.И., Петров А.Е., Сарксян К.А., Саенко В.В., Скворцова Н.Н., Федянин О.И., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В., Щепетов С.В. // Физика плазмы. 2010. Т. 36. С. 595.
  28. Vasilkov D.G., Tereshchenko M.A. // Plasma Physics Reports. 2022. V. 48. P. 71
  29. Васильков Д.Г., Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Вафин И.Ю., Гребенщиков С.Е., Гришина И.А., Иванов В.А., Летунов А.А., Логвиненко В.П., Мещеряков А. И., Петрова М.Н., Степахин В.Д., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. 2020. Т. 43. Вып. 3. С. 79.
  30. Щепетов С.В., Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 602.
  31. Nezlin M.V., Snezhkin E.N. Rossby Vortices, Spiral Structures, Solitons. Astrophysics and Plasma Physics in Shallow Water Experiments. Springer Series in Nonlinear Dynamics. Springer-Verlag. 1993.
  32. Kharchev N.K., Skvortsova N.N., Sarksyan K.A. Stochastic structures in low-frequency plasma turbulence: measurement of characteristics and determination of general features // Journal of Mathematical Sciences. 2001. 106. P. 2691.
  33. Батанов Г.М., Бенинг В.Е., Королев В.Ю., Петров А.Е., Пшеничников А.А., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В., Окубо К., Шимозума Т., Иошимора И., Кубо С., Санчез И., Эстрада Т., ван Миллиген Б.Ф. Структурная плазменная низкочастотная турбулентность в стеллараторах // Стохастические модели структурной плазменной турбулентности. М.: Макс Пресс. С. 92.
  34. Shchepetov S.V., Kholnov Yu.V. and Vasilkov D.G. // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1094. 012012.
  35. Skvortsova N.N., Chirkov A.Yu., Kharchevsky A.A., Malakhov D.V., Gorshenin A.K. and Korolev V.Yu. // Journal of Physics: Conference Series. 2016. V. 666. 012007.
  36. Пастухов В.П., Кирнева Н.А., Смирнов Д.В. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 12. С. 1072.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».