RF wall conditioning at the Uragan-2M with use of high vacuum cryogenic trap

The results of evaluating the effectiveness of the vacuum chamber wall conditioning procedure by the use VHF of continuous discharge and RF pulse discharge that were applied either separately or in combination with each other in helium atmosphere at Uragan-2M are presented. The high-vacuum cryogenic traps are enabled in these experiments. Some amount of gas pumped from the vacuum chamber is condensed on the surfaces of cryogenic traps integrated in the input branch pipes of the vacuum system. Periodically, one trap is separated from the chamber and from the pump by vacuum valves and warmed up what led to release of the condensed gases into the enclosed volume. The value of pressure Pg inside this volume is proportional to the amount of pumped gas and, consequently, to the effectiveness of the wall conditioning process. It was found that the value Pg in the combined VHF + RF discharge is 2-3 times higher than in the case of using only pulsed RF discharge.Приведены результаты ВЧ-чистки в стеллараторе Ураган-2М с использованием УКВ непрерывного разряда в атмосфере гелия. При этом часть откачиваемого газа конденсировалась на криогенную ловушку. Процесс чистки контролировался измерением давления газа Pг в отсеченном объеме с ловушкой после ее отепления. Значение Pг пропорционально количеству откачиваемого газа. Обнаружено, что количество сконденсированного на ловушке газа при комбинированном УКВ+ВЧ-разряде в 2-3 раза выше, чем в случае использования только импульсного ВЧ-разряда.Наведено результати ВЧ-чистки в стелараторі Ураган-2М з використанням УКХ безперервного розряду в атмосфері гелію. При цьому частина відкачуваного газу конденсувалась на криогенну пастку. Процес чищення контролювався за допомогою вимірювання тиску газу Pг у відсіченому об`ємі з пасткою після її отеплення. Значення Pг пропорційно кількості відкачуваного газу. Виявлено, що кількість сконденсованого на пастці газу при комбінованому УКХ + ВЧ-розряді в 2-3 рази вище, ніж у випадку використання тільки імпульсного ВЧ-розряду

Radio-frequency plasma start-up at Uragan-3M stellarator

A double frame antenna with a broad spectrum of parallel wavenumbers (with respect to the magnetic field) is used for radio-frequency (RF) plasma production in Uragan-3M stellarator type device. The delay between the start of RF pulse and the discharge development (breakdown (delay) time) is analyzed as functions of the magnetic field strength, neutral gas pressure and anode voltage of the RF generator. The reproducibility of the RF discharges is improved by the pre-ionization by the pulse of the three-half-turn antenna preceding the main RF pulse. The pre-ionization also results in shortening of the breakdown time for the frame antenna. The Langmuir probe measurements are made with two probes located at the plasma edge near and far from the double frame antenna. The measurements give rather high edge electron temperature, about 100 eV, at the initial stage of the frame antenna discharge both near and far from the antenna. The information on the plasma build-up is also given by the Hα chord measurements.Рамочная антенна с широким спектром параллельных волновых чисел (по отношению к магнитному полю) используется для высокочастотного (ВЧ) создания плазмы в установке стеллараторного типа УРАГАН-3М. Задержка между началом ВЧ-импульса и моментом развития разряда (время (задержки) пробоя) анализируется как функции величины магнитного поля, давления нейтрального газа и анодного напряжения ВЧ-генератора. Воспроизводимость ВЧ-разрядов повышается за счёт предварительной ионизации с помощью трёхполувитковой антенны, которая запускается перед основным ВЧ-импульсом. Предварительная ионизация также приводит к уменьшению времени пробоя. Измерения температуры и плотности плазмы выполнены двумя Ленгмюровскими зондами, расположенными на краю плазмы вблизи и вдали от рамочной антенны. Измерения дают достаточно высокую температуру электронов, около 100 эВ, на начальном этапе разряда как вблизи, так и вдали от антенны. Информация о создании плазмы также дают хордовые измерения линии Hα.Рамкова антена з широким спектром паралельних хвильових чисел (по відношенню до магнітного поля) використовується для високочастотного (ВЧ) створення плазми в установці стелараторного типу УРАГАН-3М. Затримка між початком ВЧ-імпульсу і моментом розвитку розряду (час (затримки) пробою) аналізується як функції величини магнітного поля, тиску нейтрального газу і анодної напруги ВЧ-генератора. Відтворюваність ВЧ-розрядів підвищується за рахунок попередньої іонізації за допомогою тринапіввиткової антени, яка запускається перед основним ВЧ-імпульсом. Попередня іонізація також призводить до зменшення часу пробою. Вимірювання температури і густини плазми виконані двома Ленгмюрівськими зондами, розташованими на краю плазми поблизу і на віддаленні від рамкової антени. Вимірювання дають досить високу температуру електронів, близько 100 еВ, на початковому етапі розряду як поблизу, так і на віддаленні від антени. Інформацію про створення плазми також дають хордові вимірювання лінії Hα

Progress in stellarator research at IPP-Kharkov

A new antenna of ‘crankshaft’ type has been installed in the Uragan-2M device in order to increase the plasma density and heating below the ion cyclotron frequency. Antenna operation is modelled by 1D code, which solves boundary problem for time-harmonic Maxwell’s equations in radially non-uniform plasma cylinder. In recent experiments with this antenna, the SXR, CV, OV and OII emission measurements indicate that the light impurity radiation barrier is overcame at this device. Plasma with a temperature of ~50 eV exists during a short period of a few milliseconds. Then the radiation collapse comes owing to strong infl ux of impurities to the plasma column. A new magnetic diagnostics has been installed at Uragan-3M. Using it the poloidal magnetic fi eld is measured and the shift of toroidal current in major radius is registered. A miniature pinhole camera array for spatially and temporally resolved measurements of soft X-ray (SXR) plasma emission has been recently installed on the U-3M. Different shapes of the SXR emission profi le has been observed in different discharge conditions