Characteristics of edge plasma turbulence in spontaneous change of confinement mode in the URAGAN-3M torsatron

It is shown that in the Uragan-3M torsatron under conditions of spontaneous change of confinement mode caused by formation of an internal transport barrier, a layer with the E×B velocity shear appears at the boundary of confinement region. Appreciable changes of the edge microturbulence characteristics and turbulence-induced particle flux in the vicinity of this layer evidence a formation of the edge transport barrier as well.В торсатроні У-3М при зміні режиму утримання, викликаній створенням внутрішнього транспортного бар’єра, біля границі плазми виникає шар з шіром швидкості Е×В. Відповідні зміни характеристик дрібномасштабної турбулентності поблизу цього шару та викликаного турбулентністю радіального потоку частинок свідчать про створення також і крайового транспортного бар’єра.В торсатроне У-3М при изменении режима удержания плазмы, вызванном образованием внутреннего транспортного барьера, вблизи границы плазмы появляется слой с широм скорости Е×В. Соответствующие изменения характеристик мелко-масштабной турбулентности в окрестности этого слоя и вызванного турбулентностью радиального потока частиц, свидетельствуют об образовании также и краевого транспортного барьера

The analysis of turbulence and rotation U-3M torsatron plasma during transport barriers formation

The analysis of plasma density oscillations and E×B rotation of U-3M torsatron plasma was performed by UHR correlation reflectometry during the transport barrier formation. The connections between these characteristics and the phenomenon of inner and edge transport barrier formation were determined experimentally at the different values of HF power and plasma densit

Influence of plasma with finite pressure on magnetic configuration of torsatron U-3M

Series of experiments on generation of mode with high β (up to about 1.3%) in torsatron U-3M were performed using nitrogen as working gas. The dependence of average β from input power was obtained. The average plasma radii in modes with various β were determined. The estimation of rotational transformation angle was done in view of presence of the plasma in device.На торсатроні У-3М проведено серію експериментів по створенню режиму з високим β (до 1.3%) з використанням азоту в якості робочого газу. Отримано залежність середнього β від потужності, що вводиться. Було визначено середній радіус плазми в режимах з різним β. Оцінка кута обертального перетворення була зроблена з урахуванням наявності плазми в установці.На торсатроне У-3М проведена серия экспериментов по созданию режима с высоким β (до 1.3%) с использованием азота в качестве рабочего газа. Получена зависимость среднего β от вводимой мощности. Был определён средний радиус плазмы в режимах с различным β. Оценка угла врщательного преобразования была сделана с учетом наличия плазмы в установк

Energy confinement in the torsatron Uragan-3M during the RF-heating mode

Energy confinement time of plasma in torsatron U-3M was measured both during quasi-stationary stady of RF-discharge and after RF-power cut-off. Power absorbed by plasma in the confinement region was estimated. A mechanism which explain the plasma density behavior in the confinement region is proposed.Експериментально визначено енергетичний час життя плазми під час квазістаціонарної стадії ВЧ-розряду і при вимкненні ВЧ-розряду в торсатроні У-3М. Оцінена частка потужності, що випромінюється ВЧ-антеною, яка поглинається плазмою в області її утримання. Запропоновано можливий механізм, що пояснює поведінку щільності плазми в області утримання.Экспериментально определено энергетическое время жизни плазмы во время квазистационарной стадии ВЧ- разряда и при выключении ВЧ-разряда в торсатроне У­-3М. Оценена доля мощности, излучаемой ВЧ-антенной, которая поглощается плазмой в области ее удержания. Предложен возможный механизм, объясняющий поведение плотности плазмы в области удержания

Studies of edge turbulence in the Uragan-3M torsatron

Spatial and temporal behavior of the edge fluctuations and their correlation with plasma density behavior inside the confinement region of the Uragan-3M torsatron are investigated. The key role of the radial electric field in turbulent transport suppression is shown.Досліджено динаміку флуктуацій поблизу межі плазми та їх кореляції з поведінкою щільності усередині об’єму утримання а торсатроні Ураган-3М. показана основна роль радіального електричного поля в пригнічені турбулентного потокуИсследована динамика флуктуаций вблизи границы плазмы и их корреляция с поведением плотности внутри объема удержания в торсатроне Ураган-3М. Показана основная роль радикального электрического поля в подавлении турбулентности поток

Divertor flow and particle loss behaviors in spontaneous change of confinement state in the URAGAN-3M torsatron

Under conditions of spontaneous change of plasma confinement state having been observed recently in the U-3M torsatron with a natural helical divertor, it is shown that at the initial phase of this change all the components of the diverted plasma flow (DPF) decrease, while thermal (TI) and suprathermal (STI) ion content in the bulk plasma increases and the TI+STI fraction in the DPF is reduced on the ion В×∇В drift side, thus indicating an improvement of ion confinement. The initial phase is ended by a DPF rise on the ion В×∇В drift side, a TI+STI content decay in the bulk plasma and a rise of TI+STI outflow into the DPF, these being indications of an ion confinement deterioration. However, a simultaneous DPF reduction on the electron В×∇В drift side and a rise of electron density and ECE indicate an improvement of electron confinement.В умовах виявленої раніше спонтанної зміни режиму утримання в торсатроні У-3М з природним гвинтовим дивертором показано, що на початковій стадії цієї зміни зменшуються всі складові плазмового диверторного потоку (ПДП), в той час, як зростає кількість теплових (ТІ) та надтеплових (НТІ) іонів в основній плазмі, засвідчуючи про покращення їх утримання. Початкова стадія завершується зростанням ПДП на боці іонного дрейфу В×∇В, зменшенням кількості ТІ та НТІ в основній плазмі та підвищеним виходом їх до ПДП, що є ознакою погіршення утримання іонів. Але одночасне зменшення ПДП на боці електронного дрейфу В×∇В і зростання електронної густини та електронного циклотронного випромінювання вказують на покращення утримання електронів.В условиях обнаруженного ранее спонтанного изменения режима удержания в торсатроне У-3М с естественным винтовым дивертором показано, что на начальной стадии этого изменения уменьшаются все составляющие плазменного диверторного потока (ПДП) и растёт содержание тепловых (ТИ) и сверхтепловых (СТИ) ионов в основной плазме, свидетельствуя об улучшении их удержания. Начальная стадия завершается возрастанием ПДП на стороне ионного дрейфа В×∇В, уменьшением содержания ТИ и СТИ в основной плазме и повышенным их уходом в ПДП, что говорит об ухудшении удержания ионов. Однако, при этом уменьшается ПДП на стороне электронного дрейфа В×∇В и растут плотность электронов и электронное циклотронное излучение, что указывает на улучшение удержания электронов

Transition to the improved confinement mode in torsatron U-3M in range of rare collision frequencies

Transition to the mode of improved plasma confinement in U-3M facility earlier was discussed in works [1-3]. In these studies discussed the various processes in the confinement volume and in the peripheral plasma that accompany the transition process. Study of plasma confinement and process of transition into the mode of improved confinement just at rare collisions between plasma particles is very important because future fusion reactor based on a toroidal magnetic trap will operate under plasma parameters with rare collision frequencies (“banana” mode). The peculiarity of experiments on torsatron U-3M is that they are conducted at small density ne ≤ 2×10^12 cm^-3 and, thereby, the frequency of collisions in the confinement area is in the "banana" mode [4]. And herewith, time of collisions is essentially smaller (up to several orders for electrons and up to the order for ions) than the lifetime of plasma particles. It ensures maxwellization of distribution function and possibility to compare the obtained results with data from other experiments. The objective of this work is to study the main regularity of transition into the mode of improved confinement. Also it is interesting to compare the results with data from other facilities

Plasma parameters evolution during conditioning RF discharges in Uragan-2M torsatron

The results of the plasma parameters optimization measured via two-chord interferometry, radiometry, and the registering of the Нα, CIII, OII lines intensity are discussed. The optimization was realized by variation of RF scenario of the RF power introduction, pressure and magnetic field.Обговорюються результати оптимізації параметрів плазми вимірюваних за допомогою двохордової інтерферометрії, радіометрії і реєстрації інтенсивності ліній Нα, СІІІ, ОІІ. Оптимізація здійснювалась шляхом зміни сценаріїв вводу ВЧ-потужності, тиску і магнітного поля.Обсуждаются результаты оптимизации параметров плазмы, измеряемых с помощью двуххордовой интерферометрии, радиометрии и регистрации интенсивности линий Нα, СІІІ, ОІІ. Оптимизация осуществлялась путем варьирования сценариев ввода ВЧ- мощности, давления и магнитного поля

First tests of the biased movable B4C-limiter in the Uragan-2M torsatron under RF and UHF wall conditioning

The work describes the design of a multifunctional B4C-limiter, and reports preliminary results from experimental study of the limiter operated at steady-state and pulsed RF discharge cleaning regimes in the Uragan-2M torsatron.Представлены конструкция и предварительные результаты экспериментального исследования использования B4C-лимитера во время стационарных и импульсных режимов чистки ВЧ-разрядами в торсатроне Ураган-2М.Представлено конструкцію і попередні результати експериментального дослідження використання B4C-лимитера під час стаціонарних і імпульсних режимів чищення ВЧ-розрядами в торсатроні Ураган-2М

First results of the renewed Uragan-2M torsatron

The results of experimental investigation on the vacuum magnetic surfaces in the l=2 torsatron with an additional toroidal field Uragan-2M at wide varying operation parameters are presented. Also the first results on the wall conditioning in the Uragan-2M with the ECR and RF discharges in atmosphere of hydrogen in steady-state mode at low magnetic field, plasma production and heating with RF power are described.Представлено результати експериментального дослідження вакуумних магнітних поверхонь в l=2 торсатроні з додатковим магнітним полем Ураган-2М для широкої зміни операційних параметрів. Також описані перші результати підготовки першої стінки в Урагані-2М за допомогою ЕЦР і ВЧ розрядів в атмосфері водню в стаціонарному режимі при низькому магнітному полі, створення і нагріву плазми ВЧ потужністю.Представлены результаты экспериментального исследования вакуумных магнитных поверхностей в l=2 торсатроне с дополнительным магнитным полем Ураган-2М для широкого изменения операционных параметров. Также описаны первые результаты подготовки первой стенки в Урагане-2М при помощи ЭЦР и ВЧ разрядов в атмосфере водорода в стационарном режиме при низком магнитном поле, создания и нагрева плазмы ВЧ- мощностью