Способ подавления тиринг-неустойчивости в плазме токамака Советский патент 1990 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к термоядер- лой энергетической технологии, в частности к термоядерным устройствам типа токамак, и может быть использовано при создании энергетических реакторов .

Цель изобретения - повышение эффективности за счет подавления идеальных винтовых возмущений плазмы.

Способ подавления тиринг-неустой- чивости в плазме токамака осуществляют следующим образом.

Внутри разрядной камеры токамака в тени лимитера размещают магнитный зонд для регистрации возмущений по- лоидального магнитного поля, вызванных развитием тиринг-неустойчивости плазменного шнура.

В тени лимитера размещают также резонансную винтовую обмотку с шагом

винта, соответствующим шагу винтовой тиринг-моды, имеющей максимальную амплитуду. Обычно наиболее опасна мода с полоидальным волновым числом m 2.

Из частотного спектра сигнала магнитного зонда выделяют сигнал винтовой гармоники, имеющей наибольшую амплитуду. Наиболее интенсивную монику можно выделить, например, с помощью электрического частотного фильтра. Далее в винтовой резонансной обмотке, включенной в цель обратной связи магнитного зонда, возбуждают ток обратной связи. Для питания резонансной винтовой обмотки может быть использован высокочастотный уси- литепь, выход которого связан с магнитным зондом. При этом токи обратной связи формируют с временной засл

со

2

4Ь 1

держкой относительно сигнала, получаемого с магнитного зонда. Величину временной задержки it выбирают удовлетворяющим соотношению

О i fct В.

QO - невозмущениое полойдальнее

магнитное поле плазмы; JQ - плотность плазмы на резонансной магнитной поверхности.

Р

Для задержки сигнала может быть использован фильтр низких частот.

Таким образом, в резонансной винтовой обмотке формируется электрический ток j(t), закон временного изменения которого задается выражением

I(t) -,E-V(t - bt),

где Е - коэффициент усиления обратной связи; у - магнитный поток выделенной

винтовой гармоники возмущения плазмы;

t - текущее время.

Токи обратной связи винтовой резо- нансной обмотки вызывают не только подавление тиринг-моды, но и идеальное винтовое возмущение плазмы такой же полоидальной структуры, что и ти- ринг-мода. Однако хотя ток такого идеального винтового возмущения про тивоположен току тирь..г-моды, его радиальное распределение отлично от радиального распределения тока тиринг- моды. В этом случае ток идеального возмущения плазмы искажает своим магнитным полем сигнал с магнитного зонда, предназначенного для измерения магнитного потока тиринг-моды. Это снижает возможность подавления тиринг моды.

,-

Характерное время установления идеальных колебаний плазмы составляет величину порядка альфвеновского вре- мёни

t - .

Поэтому величина временной задержки

JQ$

20

25

,Q -.,

35

40

50

it t.Введение указанной временной задержки приводит к дополнительному снижению амплитуды тиринг-моды в 2-3 раза. Кроме того, уменьшается частота осцилляции сигнала с магнитного зонда, что позволяет уменьшить энергетические затраты на питание винтовых резонансных обмоток.

Формула изобретения

Способ подавления тиринг-неустой- чивости в плазме токамака, включающий регистрацию сигнала возмущения полоидального магнитного потока магнитным зондом, расположенным в камере токамака, выделение из частотного спектра полученного сигнала гармоники с максимальной амплитудой и воз- . буждение в резонансной винтовой обмотке, окружающей плазменный шнур, электрического тока j(t) обратной связи, соответствующего по изменению во времени сигналу выделенной гармоники, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет подавления идеальных винтовых возмущений плазмы, величину тока обратной связи задают согласно соотношению

T(t) - E-q(t - t),

где Е - коэффициент усиления обратной

связи; (jf - магнитный поток выделенной

винтовой гармоники возмущения плазмы;

t - текущее время; Jit - временная задержка возбуждения электрического Тока в винтовой обмотке относительно сигнала магнитного зонда, при этом временную задержку &t выбирают удовлетворяющей соотношению

CU fct ,

где В0 - невозмущенное полондальное

магнитное поле плазмы; О - плотность плазмы на резонансной магнитной поверхности, возмущенной тиринг-неустой-4 чивостью.

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к термоядерным устройствам типа токамак, и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Цель изобретения - повышение эффективности за счет подавления идеальных винтовых возмущений плазмы. С помощью магнитного зонда регистрируют магнитные возмущения, создаваемые развитием тиринг-мод. В резонансной винтовой обмотке, включенной в ецпь обратной связи магнитного зонда, возбуждают электрический ток, причем это возбуждение осуществляют с задержкой по времени, которую выбирают не меньше характерного альфвеновского времени. Такое формирование тока в резонансной обмотке позволяет подавить влияние идеальных возмущений плазмы, возбуждаемых действием винтовой обмотки, и обеспечить более глубокое подавление тиринг-нейстойчивости в токамаке.