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

Effects of plasma heating on the magnitude and distribution of plasma flows in the helical divertor of the Uragan-3M torsatron

Recently, a strong up-down asymmetry in the poloidal distributions of diverted plasma flows has been observed in the l = 3/m = 9 Uragan-3M torsatron, in many features similar to what have been observed in the l = 2 Heliotron E heliotron/torsatron. With this asymmetry, the predominant outflow of the diverted plasma is directed with the ion toroidal drift. On this basis, the asymmetry can be related to the space non-uniformity of the charged particle loss. In the work reported, the magnitude of divertor flow in U-3M and the vertical asymmetry in its distribution are studied as functions of the heating parameter P/, P being the power absorbed in the plasma, and are juxtaposed with corresponding P-related changes in the density and fast ion content in the plasma. As P/ increases, an increase of fast ion content and of particle loss, on the one hand, and an increase of divertor flow magnitude and of vertical asymmetry of the flow, on the other hand, are observed. A mutual accordance between these processes validates the hypothesis on a dominating role of fast particle loss in formation of vertical asymmetry of divertor flows in helical devices

Threehalf-turn antennas start-up

The start-up experiments were carried out at Uragan-2M stellarator with the Three-Half-Turn antenna (THT) without any pre-ionization. Conditions for optimal gas breakdown were found out through the variation of the neutral gas pressure, magnetic field strength and anode voltage of RF generator. The plasma parameters were measured with three Langmuir probes, optical spectroscopy and mutichord optical diagnostics.На стелараторі Ураган-2М було проведено модельні експерименти зі старту трьохнапіввиткової (ТНВ) антени без предіонізації. Підбором тиску нейтрального газу, напруженості магнітного поля й анодної напруги ВЧ-генератора було знайдено оптимальні умови пробою газу. Параметри плазми вимірювались трьома ленгмюрівськими зондами, оптичною спектроскопією та багатохордовою оптичною діагностикою.На стеллараторе Ураган-2М были проведены моделирующие эксперименты по старту трёхполувитковой (ТПВ) антенны без предионизации. Подбором давления нейтрального газа, напряжённости магнитного поля и анодного напряжения ВЧ-генератора были найдены оптимальные условия пробоя газа. Параметры плазмы измерялись тремя ленгмюровскими зондами, оптической спектроскопией и многохордовой оптической диагностикой

Formation of ITB in the vicinity of rational surfaces in the Uragan-3M torsatron

It was shown that there is the possibility of ITB formation in the vicinity of rational surfaces in a torsatron magnetic configuration. The formation of ITB is accompanied by fast change of plasma poloidal rotation velocity, radial electric field and its shear and the decrease of plasma density fluctuations. After the ITB formation the transition to the improved plasma confinement takes place. The transition stars when electron temperature in the region of rational surfaces is sufficient to satisfy the condition υTe/uei>>2πR0 (here υTe is electron thermal velocity and uei is the frequency of ion – electron collisions, and R0 is the major radius of the torus). Such a regime can be maintained during the whole duration of RF discharge without any disturbances.Показано, що існує можливість формування внутрішнього теплового бар’єру (ВТБ) в плазмі ВЧ розряду в околиці раціональних поверхонь в торсатронній магнітній конфігурації. Формування ВТБ супроводжується бистрими змінами швидкості полоідального обертання плазми, радіального електричного поля и його шира і зменшенням флуктуацій густини плазми поблизу раціональних поверхонь. Після формування ВТБ спостерігається перехід в режим поліпшеного утримання плазми. Час переходу зменшується із збільшенням ВЧ потужності нагріву.Показано, что имеется возможность формирования внутреннего теплового барьера (ВТБ) в плазме ВЧ разряда в окрестности рациональных поверхностей в торсатронной магнитной конфигурации. Формирование ВТБ сопровождается быстрыми изменениями скорости полоидального вращения плазмы, радиального электрического поля и его шира и уменьшением флуктуаций плотности плазмы вблизи рациональных поверхностей. После формирования ВТБ наблюдается переход в режим улучшенного удержания плазмы. Время перехода сокращается с увеличением ВЧ мощности нагрева