Status of modern mirror studies in Novosibirsk

Mirrors have a number of advantages in comparison with the closed magnetic systems like tokamak, stellarator, etc. In principle, mirrors are very attractive from the engineering point of view, if the plasma confined in axisymmetric magnetic systems would be MHD stable. At present, the MHD stabile confinement has already been demonstrated for all axisymmetric traps designed in Novosibirsk for the value of β value as high as 0.4. Some important results were obtained recently in the GOL- 3and GDT experiments. In the paper, the status of two mirror traps in Novosibirsk is presented and description of the main experimentsis given.Відкриті магнітні пастки мають ряд переваг у порівнянні з замкнутими магнітними системами, подібними токамаку, стелларатору і т.д. У принципі, відкриті системи досить привабливі з інженерної точки зору, якщо плазма утримується в осесиметричній магнітній конфігурації, залишаючись МГД стійкої. В даний час МГД стійке утримання вже продемонстроване для осесиметричних пасток, досліджуваних у Новосибірську, аж до величини β=0.4. Важливі результати отримані недавно на установці ГОЛ-3 і в експериментах з газодинамічною пасткою ГДЛ. У даній роботі представлений стан робіт на двох магнітних пастках у Новосибірську і приведені результати основних експериментів.Открытые магнитные ловушки имеют ряд преимуществ по сравнению с замкнутыми магнитными системами, подобными токамаку, стелларатору и т.д. В принципе, открытые системы весьма Problems of Atomic Science and Technology. 2005. № 1. Series: Plasma Physics (10). P. 7-11 привлекательны с инженерной точки зрения, если плазма удерживается в осесимметричной магнитной конфигурации, оставаясь МГД устойчивой. В настоящее время МГД устойчивое удержание уже продемонстрировано для осесимметричных ловушек, исследуемых в Новосибирске, вплоть до величины β =0.4. Важные результаты получены недавно на установке ГОЛ-3 и в экспериментах с газодинамической ловушкой ГДЛ. В данной работе представлено состояние работ на двух магнитных ловушках в Новосибирске и приведены результаты основных экспериментов

Axisymmetric open magnetic systems for plasma confinement

At present, three modern types of different mirror machines for plasma confinement and heating exist in Novosibirsk (Gas Dynamic Trap, -GDT, Multi-mirror, - GOL-3, Tandem Mirror, -AMBAL-M). All these systems are attractive from the engineering point of view because of very simple axisymmetric geometry of magnetic configurations. In this paper, the status of different confinement systems is presented. The experiments most crucial for the mirror concept are described such as a demonstration of different principles of suppression of electron heat conductivity (GDT, GOL-3), finding of MHD stable regimes of plasma confinement in axisymmetric geometric of magnetic field (GDT, AMBAL-M), an effective heating of dense plasma by relativistic electron beam (GOL-3), observation of radial diffusion of quiescent plasma with practically classical diffusion coefficient (AMBAL-M), etc. The main plasma parameters achieved in mentioned above systems are presented

Plasma heating and confinement in the GOL-3 multiple mirror trap

Experiments on plasma confinement in a multiple mirror configuration are carried out at GOL-3 facility in Novosibirsk. Feature of experiments at this facility is high plasma density (up to 5⋅10²¹ m⁻³ ). High ion temperature (up to 2 keV) essentially differs the regime with multimirror configuration from previously studied plasma heating by the Ebeam in a uniform magnetic field. Physical mechanism of effective heating of plasma ions, substantially dependent on corrugation of the magnetic field is discussed. In this paper the new experimental data from the GOL-3 facility are presented and the main attention to a stage of ion heating is addressed.Експерименти по нагріванню й утриманню плазми в багатопробковій пастці проводяться на установці ГОЛ- 3 у Новосибірську. Особливістю плазми в цій пастці є її відносно висока (до 5⋅10²¹ м⁻³ ) густина. Нагрівання плазми релятивістським електронним пучком у багатопробковій пастці істотно відрізняється від нагрівання в простому соленоїді тим, що спостерігається збільшення іонної температури аж до 2 кэВ. У роботі обговорюється механізм швидкого нагрівання іонів і представляються нові експериментальні результати, отримані на установці ГОЛ-3.Эксперименты по нагреву и удержанию плазмы в многопробочной ловушке проводятся на установке ГОЛ-3 в Новосибирске. Особенностью плазмы в этой ловушке является ее относительно высокая (до 5⋅10²¹ м⁻³ ) плотность. Нагрев плазмы релятивистским электронным пучком в многопробочной ловушке существенно отличается от нагрева в простом соленоиде тем, что наблюдается увеличение ионной температуры вплоть до 2 кэВ. В работе обсуждается механизм быстрого нагрева ионов и представляются новые экспериментальные результаты, полученные на установке ГОЛ-3

Plasma heating and confinementat the GOL-3-II facility

Results of experiments on plasma heating and confinement in multimirror open trap GOL-3-II are presented. This facility is intended for heating and confinement of a relatively dense (10¹⁵-10¹⁷ cm⁻³) plasma in axially-symmetrical magnetic system. The plasma heating is provided by a high-power electron beam (1 MeV, 30 kA, 8 µs, 200 kJ). Results of the experiments with multimirror configuration of the device indicate that the confinement time of the plasma with ne ~ (0,5÷5).10¹⁵ cm⁻³ and Te ~1 keV increases more than order of magnitude in comparison with single mirror device