Study of plasma potential, its fluctuations and turbulence rotation in the T-10 tokamak

Plasma potential, its oscillations and turbulence rotation were studied on T-10 in a wide range of ohmic and ECRH regimes. The potential has negative sign over the whole plasma cross section. Broadband turbulence tends to rotate with E×B drift velocity. Rotation and potential evolve together with plasma confinement. Frequency of potential oscillations in the range of geodesic acoustic modes does not change with radius that disagrees with theoretical predictions.Потенциал плазмы, его колебания и вращение исследовались на токамаке T-10 в широком диапазоне омических и ЭЦР-режимов. Потенциал – отрицательный по всему сечению плазмы. Вращение турбулентности соответствует вращению за счет (E×B)-дрейфа. Вращение и потенциал чувствительны к изменениям удержания. Частота колебаний потенциала в диапазоне геодезических акустических мод не меняется по радиусу, что не соответствует локальной теории ГАМ.Потенціал плазми, його коливання та обертання було досліджено на токамаці Т-10 у широкому діапазоні омічних та ЕЦР-режимів. Потенціал має негативну величину по всьому перетину плазми. Обертання турбуленції відповідає обертанню за рахунок (E×B)-дрейфу. Обертання і потенціал чутливі до зміни утримання. Частота коливань потенціалу у діапазоні геодезичних акустичних мод ні змінюється в залежності від радіусу, що не відповідає локальній теорії ГАМ

Electric field study with HIBP in OH and ECRH plasmas on the T-10 tokamak

The plasma potential φ and radial electric field Er were studied on T-10 in a wide range of ohmic and ECRH regimes. At densities ne> 10¹⁹ m⁻³, the potential has negative sign over the whole plasma cross section. At lower densities, the outer zone with positive φ and Er is formed. The absolute value of potential at mid-radius grows with density up to ne ≈ 3×10¹⁹ m⁻³ and then saturates. In regimes with ECR heating, |φ| decreases owing to the density pump-out and the electron temperature increase. Measurements of Er are compared with numerical simulations with several codes including nonambipolar fluxes due to the toroidal field ripple. The change of radially averaged ¬Er with density and temperature qualitatively agrees with neoclassical expectations.Потенциал плазмы φ и радиальное электрическое поле Er исследовались на токамаке T-10 в широком диапазоне омических и ЭЦР-режимов. При плотностях ne> 10¹⁹ м⁻³ потенциал имеет положительный знак во всем сечении плазмы. При меньших плотностях во внешней зоне потенциал и Er меняют знак. Абсолютное значение потенциала на середине радиуса растет с плотностью вплоть до ne ≈ 3×10¹⁹ м⁻³, а затем насыщается. В режимах с ЭЦР-нагревом абсолютная величина |φ| уменьшается за счет откачки плотности и роста электронной температуры. Измерения Er сравнивались с численными расчетами по нескольким кодам, учитывающим неамбиполярные потоки за счет гофрировки тороидального поля. Изменение среднего поля ¬Er с плотностью и температурой не противоречит неоклассическим ожиданиям.Потенціал плазми φ та радіальне електричне поле Er було досліджено на токамаці Т-10 у широкому діапазоні омічних та ЕЦР-режимів. При щiльностях ne> 10¹⁹ м⁻³ потенцiал має позитивний знак в усьому перетинi плазми. При менших щiльностях у зовнiшнiй зонi потенціал та Er змiнюють знак. Абсолютне значення потенцiалу на серединi радіуса росте зi щiльністью майже до ne ≈ 3×10¹⁹ м⁻³, а потiм насичується. У режимах з ЕЦР-нагрiвом абсолютна величина |φ|зменшується за рахунок відкачки щiльностi та росту електронноï температури. Вимiрювання Er порiвнювалися з числовими розрахунками за декiлькома кодами, які враховують неамбіполярнi потоки за рахунок гофрировки тороïдального поля. Зміна середнього поля ¬Er з щiльнiстю та температурою не протирiчить неокласичним сподiванням

Investigation of plasma turbulence and local electric field in the T-10 tokamak and TJ-II stellarator by HIBP diagnoatic(review)

TJ-II stellarator by HIBP diagnostics has been performed. The following similar features of potential were found: the scale of several hundred Volts; the negative sign for densities ne>1×10¹⁹ m⁻³ and comparable values in spite of the different heating methods. When ne or tE rises, the potential evolves to negative values. During ECR heating and associated Te rise, tE degrades and the potential evolves to positive direction. Oscillations of potential and density in the range of Geodesic Acoustic Modes in T-10 and Alfvén Eigenmodes in TJ-II were observed.На токамаці Т-10 і стелараторі TJ-II за допомогою пучка важких іонів в порівняних режимах досліджувалася поведінка потенціалу та його флуктуацій. Виявлені спільні властивості потенціалу: масштаб близько сотен вольт;негативний знак при щільності ne>1×10¹⁹ m⁻³ і порівнянні значення, незважаючи на різні методи нагріву. Коли n_е або t_Е зростають, потенціал зростае у негативну область. При ЕЦР-нагріві і відповідному рості Te, t_Е погіршується, і потенціал змінюється у позитивний бік. Спостерігається коливання потенціалу в діапазоні геодезичних акустичних мод у Т-10 та альфвеновських власних мод у TJ-IIНа токамаке Т-10 и стеллараторе TJ-II с помощью пучка тяжелых ионов в сравнимых режимах исследовалось поведение потенциала и его флуктуаций. Обнаружены общие свойства потенциала: масштаб порядка сотен вольт; отрицательный знак при плотностях n_е>1×10¹⁹ m⁻³ и сравнимые значения, несмотря на разные методы нагрева. Когда n_е или t_Е растут, потенциал растет в отрицательную область. При ЭЦР-нагреве и соответствующем росте Te, t_Е ухудшается, и потенциал меняется в положительную сторону. Наблюдались колебания потенциала в диапазоне геодезических акустических мод в Т-10 и альфвеновских собственных мод в TJ-I