
该系统能够在150毫秒内监测并维持托卡马克中电离气体的电子密度在给定值。这是通过一种色散干涉仪(DI)实现的,该干涉仪由新西伯利亚的物理学家开发,可以每20微秒提供精确的等离子体电子浓度数据。此外,INP SB RAS的专家为这种诊断仪配备了一个附加的反馈系统,该系统不仅可以控制等离子体密度水平,还能对其进行管理,确保持续维持所需值。
这项工作的成功对于受控热核聚变(CTF)研究具有重要意义。等离子体密度和温度是聚变实验成功的关键参数,而测量这些参数的诊断系统同样至关重要。传统的干涉仪设计对振动敏感,但在Globus-M2托卡马克上使用的色散干涉仪基于CO2激光,对振动具有最小的敏感度。
在实验过程中,自动系统将色散干涉仪测量的等离子体密度值与操作员设定的必须维持的密度水平进行比较,并通过特殊算法产生控制信号,调整向托卡马克室供应的气体,从而改变等离子体密度。据专家介绍,他们成功地在放电持续时间为250毫秒的条件下控制了Globus-M2托卡马克的等离子体密度,并在100-150毫秒的指定间隔内有效维持了所需的密度水平。
INP SB RAS的实验结果对于进一步开发和使用具有此功能的诊断技术在磁等离子体约束装置中具有重要意义,如莫斯科库尔恰托夫研究所的T-15MD托卡马克和采用反应堆技术设计的托卡马克(TRT)。此外,专家们还指出,对于具有长放电持续时间的下一代装置来说,反馈密度控制回路将非常重要,尽管在制造工业设备时仍需解决一些挑战,如从壁面回收的原子问题。
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