The divertor region formation in the stellarator system “Yamator”

By imposing a certain optimum vertical magnetic field and using the equi-inclination law of helical conductors winding, regularizations have been carried out for the region of the edge closed magnetic surfaces and the divertor region in the configurations of the l = 1, m = 3 and m = 5 Yamators. Magnetic configuration modes have been found, at which the narrowest regions with stochastic behavior of magnetic field lines are formed close to the conditional separatrices.С помощью наложения определённого оптимального вертикального магнитного поля и применения равнонаклонного закона намотки винтовых проводников осуществлены регуляризации областей краевых замкнутых магнитных поверхностей и дивертора в конфигурациях l = 1, m = 3 и m = 5 Яматоров. Найдены режимы магнитных конфигураций, в которых, вблизи условных сепаратрис, сформированы наиболее узкие области со стохастическим поведением силовых линий поля.За допомогою накладання визначеного оптимального вертикального магнітного поля і застосування рівнонахиленного закону намотки гвинтових провідників виконані регулярізації областей крайових замкнених магнітних поверхонь та дивертора в конфігураціях l = 1, m = 3 и m = 5 Яматорів. Знайдені режими магнітних конфігурацій, в яких, поблизу умовных сепаратрис, сформовані найбільш вузьки області зі стохастичною поведінкою силових ліній поля

Effect of toroidal magnetic field ripple value on the l=1, m=1 Yamator magnetic surfaces

To form a ripple toroidal magnetic field, the calculated l=1, m=1 Yamator model is equipped with N=16 toroidal magnetic field coils of ac radius. In order to study the effect of toroidal magnetic field ripple value δ on the magnetic surface parameters the calculation was performed for different values of radius ac. In the paper the range of ac radius values is identified within the scope of which the magnetic surface parameters are close to that of the l=1, m=1 Yamator with ideal axially symmetric toroidal magnetic field (δ=0).Щоб сформувати гофроване тороїдальне магнітне поле, розрахункова модель l=1, m=1 яматора була споряджена N=16 круглими котушками радіусом ac. З метою вивчення впливу величини δ гофру тороїдального магнітного поля на параметри магнітних поверхонь чисельні розрахунки проводилися при різних значеннях радіуса ac. Визначено інтервал радіусів ac, в межах якого параметри магнітних поверхонь в яматорі з котушками близькі до параметрів магнітних поверхонь в яматорі з ідеальним осесиметричним тороїдальним магнітним полем (δ=0).Чтобы сформировать гофрированное тороидальное магнитное поле, расчетная модель l=1, m=1 яматора была снабжена N=16 круглыми катушками радиусом ac. Для изучения влияния величины δ гофра тороидального магнитного поля на параметры магнитных поверхностей численные расчеты производились при различных значениях радиуса ac. Oпределен интервал радиусов ac, в пределах которого параметры магнитных поверхностей в яматоре с катушками близки к параметрам магнитных поверхностей в яматоре с идеальным осесимметричным тороидальным магнитным полем (δ=0)

Feasibility of creating an island divertor in the Uragan-2M torsatron

The concept of an island divertor appears the only suitable idea that may be helpful to make up for the absence of a natural helical divertor in the magnetic configuration. In this context, the paper presents and discusses the measured and calculated magnetic surface structures of different configuration modes, where large magnetic islands or their remains at the edge of the plasma volume may be used for experimental implementation of the island divertor.Единственной подходящей концепцией, с помощью которой можно восполнить отсутствие естественного винтового дивертора в магнитной конфигурации, является концепция островного дивертора. В этой связи представлены и обсуждаются измеренные и вычисленные структуры магнитных поверхностей разных режимов конфигурации, в которых большие магнитные острова или их остатки на краю плазменного объема можно использовать для экспериментальной реализации островного дивертора.Єдиною придатною концепцією, за допомогою якої можна заповнити відсутність природного гвинтового дивертора в магнітній конфігурації, є концепція острівного дивертора. У зв’язку с цим наведенo та обговорюються виміряні й обчислені структури магнітних поверхонь різних режимів конфігурації, у яких великі за розміром магнітні острови або їх залишки біля краю плазмового об’єму можна використати для експериментальної реалізації острівного дивертора

Microprocessor based hardware-software complex for investigating the magnetic surfaces of torsatron URAGAN-2M

This paper describes the microprocessor hardware and software complex designed to control the fluorescent rod scanning in the poloidal cross section of vacuum toroidal chamber in order to study the structure of magnetic surfacesin the torsatron "URAGAN-2M."Описывается разработанный в Институте физики плазмы ННЦ ХФТИ аппаратно-программный комплекс, предназначенный для управления люминесцентным стержнем при сканировании в полоидальном сечении вакуумной тороидальной камеры с целью изучения структуры магнитных поверхностей в торсатроне Ураган-2М. Аппаратная часть комплекса построена на базе микроконтроллера PIC18F2620 Microchip Technology Inc. Контроллер обеспечивает выбор режимов сканирования камеры, прием и преобразование аналоговых сигналов от датчиков положения флуоресцентного стержня, управление двигателями привода стержня в соответствии с запрограммированным алгоритмом для каждого из выбранных режимов сканирования. Программное обеспечение создано и отлажено в среде разработки MPLAB IDE на специализированном языке C18, предназначенном для программирования микроконтроллеров 18-й серии Microchip Technology Inc.Описується розроблений в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ апаратно-програмний мікропроцесорний комплекс, призначений для управління люмінесцентним стрижнем при скануванні в полоідальному перетині вакуумної тороїдальної камери з метою вивчення структури магнітних поверхонь у торсатроні Ураган-2М. Апаратна частина комплексу побудована на базі мікроконтролера PIC18F2620 Microchip Technology Inc. Контролер забезпечує вибір режимів сканування камери, прийом і перетворення аналогових сигналів від датчиків положення флуоресцентного стрижня, управління двигунами приводу стрижня згідно із запрограмованим алгоритмом для кожного з обраних режимів сканування. Програмне забезпечення створено та налагоджено в середовищі розробки MPLAB IDE спеціалізованою мовою C18, призначеною для програмування мікроконтролерів 18-ї серії Microchip Technology Inc

Magnetic surfaces of stellarator-mirror hybrid in the Uragan-2М torsatron

This study was carried out in support of the possibility of a nuclear fusion neutron source based on the plasma trap with a stellarator-mirror hybrid magnetic system to control the subcritical, fast nuclear reactor. The experiments were performed in Uragan-2M device, the torsatron with additional toroidal magnetic field, to measure the magnetic surfaces when the stellarator-mirror magnetic system is created by switching off a single toroidal magnetic field coil. The experiments confirmed the existence of closed magnetic surfaces in such a combined system.Это исследование выполнено в обоснование возможности создания термоядерного источника нейтронов на основе плазменной ловушки с гибридной магнитной системой стелларатор-пробкотрон для управления подкритическим быстрым ядерным реактором. На установке Ураган-2М, торсатроне с дополнительным тороидальным магнитным полем, проведены эксперименты по измерению магнитных поверхностей, когда магнитная система стелларатор-пробкотрон создается отключением одной катушки тороидального магнитного поля. Эксперименты подтвердили существование замкнутых магнитных поверхностей в такой комбинированной системе.Ці дослідження виконані для обґрунтування можливості створення термоядерного джерела нейтронів на основі плазмової пастки з гібридною магнітною системою стеларатор-пробкотрон для керування підкритичним швидким ядерним реактором. На установці Ураган-2М, торсатроні з додатковим тороїдальним магнітним полем, виконані експерименти по вимірюванню магнітних поверхонь тоді, коли магнітна система стеларатор-пробкотрон утворюється відключенням однієї котушки тороїдального магнітного поля. Експерименти підтвердили існування замкнених магнітних поверхонь у такій комбінованій системі

Measuring - controlling complex for investigating the magnetic surfaces of the URAGAN-2M torsatron

Created hardware - software complex, intended for scan controlling with luminescent rod of magnetic surfaces in the poloidal cross-section of the torus (in the toroidal vacuum chamber), and investigating the structure of these surfaces in the URAGAN-2M torsatron are described.Розглядається створений апаратно-програмний комплекс, який був застосований для керування скануванням люмінесцентним стрижнем магнітних поверхонь в полоідальному перетині тора (в тороїдальній вакуумній камері) і дослідження структури цих поверхонь в торсатроні “Ураган-2М”.Описывается созданный аппаратно-программный комплекс, предназначенный для управления сканированием люминесцентным стержнем магнитных поверхностей в полоидальном сечении тора\ud (в тороидальной вакуумной камере) и исследования структуры этих поверхностей в торсатроне “Ураган-2М”

The first operation of the heavy ion beam probing diagnostic (HIBP) on the Uragan-2M torsatron

The Heavy Ion Beam Probing (HIBP) diagnostic system has been installed and operates now on the Uragan-2M torsatron for the first time in Ukraine. The cesium ion beam with energy range of 17…120 keV and ion current of 10…150 μA was used in the first experiments for tracing the probing beam through torsatron magnetic field (0.39…0.4 T). The secondary ion beam with intensity in the range of 30…100 nA was detected on the first deflecting plate of the secondary beam-line according to preliminary calculations by using 80 keV primary beam energy and 100 μA of primary ion current. The primary beam with energy range of 17…20 keV (Ibeam≈10 μA) was traced through torsatron magnetic field towards the analyzer detection plates.Впервые в Украине введена в строй система диагностики плазмы с помощью пучка тяжелых ионов на торсатроне Ураган-2М. В первых экспериментах по проведению зондирующего пучка через магнитное поле торсатрона (0,39…0,4 Тл) использовался первичный пучок ионов цезия с энергией 17…120 кэВ и током 10…150 мкА. В соответствии с ранее проведенными расчетами осуществлена регистрация двукратного ионизованного пучка ионов цезия на первую отклоняющую пластину вторичного ионопровода (ток 30…100 нА) при энергии первичного пучка 70…80 кэВ и токе 100 мкА. Осуществлено проведение первичного пучка с энергией 17…20 кэВ (ток 10 мкА) через магнитное поле торсатрона до детекторных пластин анализатора.Вперше в Україні введено в дію систему діагностики плазми за допомогою пучка важких іонів на торсатроні Ураган-2М. У перших експериментах з проведення зондувального пучка крізь магнітне поле торсатрона (0,39… 0,4 Т) застосовано первинний пучок іонів цезію з енергією 17…120 кеВ та струмом 10…150 мкА. Згідно з попередніми розрахунками проведено реєстрацію вторинного пучка на першу пластину, яка відхиляє іони у вторинному іонопроводі (струм 30…100 нА) а енергії первинного пучка 70…80 кеВ та струму іонів 100 мкА. Здійснено проведення первинного пучка з енергією 17…20 кеВ (струм 10 мкА) крізь магнітне поле торсатрона до детекторних пластин аналізатора