The dynamics of 3D diocotron wave during the “hot“ electron flow propagation in the drift space

The longitudinal dynamic effect on the diocotron wave evolution was clarified. The main features of the plasma particles trapping and confining during the ‘hot’ electron beam propagation through the space of drift were studied.Определена роль продольной динамики в эволюции диокотронной волны. Также были изучены основные особенности захвата и удержания частиц при прохождении «горячего» электронного потока в пространстве дрейфа.Вивчено роль поздовжньої динаміки в еволюції діокотронної хвилі. Досліджено ключові особливості захоплення та утримання частинок при проходженні «гарячого» електронного потоку в просторі дрейфу

The stability of magnetized non-neutral plasma flow with a broad velocity distribution

The stability of the magnetized non-neutral plasma cylindrical flow was studied experimentally. The flow is injected into the drift tube and spreads along its axis. The radial motion of the charged particles is limited by longitudinal magnetic field. During the experimental study the influence of such factors as the magnetic field strength and the average flow velocity on stability of the flow fluctuations was investigated.Экспериментально исследована устойчивость замагниченного цилиндрического потока заряженной плазмы. Поток инжектировался в трубку дрейфа и распространялся вдоль ее оси. Радиальный дрейф частиц потока ограничивался продольным магнитным полем. Исследовалось влияние на устойчивость системы таких факторов как напряженность магнитного поля и средняя скорость частиц потока.Експериментально досліджено стійкість замагніченого потоку зарядженої плазми. Потік інжектувался до трубки дрейфу та поширювався вздовж її вісі. Радіальний дрейф частинок потоку обмежувався повздовжнім магнітним полем. Досліджувався вплив на стійкість системи таких факторів як напруженість магнітного поля та середня швидкість частинок потоку

High-frequency generation during the electron flow deceleration and reflection by the electrostatic potential

In this work we present the results of experimental study of generation of the RF-oscillations in a classic flat triode configuration for both presence and absence of the reflected particles flow. The amplitude and frequency characteristics are studied. The behavior of main characteristic parameters for both cases was analyzed and compared.Представлены результаты экспериментального исследования ВЧ-генерации в триоде в режимах с наличием и отсутствием отраженного потока. Исследуются амплитудные и частотные параметры. Проводится сравнительный анализ.Представлено результати експериментального дослідження ВЧ-генерації в тріоді в режимах з відсутнім та наявним потоком відбитих електронів. Досліджуються амплітудні та частотні характеристики. Проведено порівняльний аналіз

The broadening of spectrum of oscillations excited by active antenna array

The plasma was heated by two active antenna arrays. The noise generator based on the nonlinear feedback scheme was used as a master oscillator. Similar measurements were made with the pulse generators used as master oscillator. The pulse repetition frequency was up to 30 MHz.Плазма нагревалась двумя активными фазированными антенными решетками. В качестве задающего использовался генератор шумов, построенный на основе схемы с нелинейной обратной связью. Аналогичные измерения проводились с использованием в качестве задающего генератора коротких импульсов. Частота повторения импульсов достигала 30 МГц.Плазма нагрівалася за допомогою двох активних фазованих антенних решіток. У якості задаючого використовувався генератор шуму, побудований на базі схеми із нелінійним зворотним зв’язком. Аналогічні вимірювання проводилися із використанням генератора коротких імпульсів, у якості джерела задаючого сигналу. Частота повторення імпульсів сягала 30 МГц

Penning traps for confinement and cooling of charged particles

The parameters of confinement of trapped charged particles are compared for self-consistent electromagnetic traps and for traditional and electromagnetic traps. The possibilities to control the trapped particles dynamics are found, which allows more effective particle confinement. The main attention is paid to methods of controlling the dynamics of charge particles in the trap. Resistive cooling of particles is considered as the main cooling mechanism.Производится сравнение параметров удержания заряженных частиц в конфигурациях самосогласованной электромагнитной ловушки и традиционных электромагнитных ловушек. Показаны возможности управления динамикой удерживаемых частиц, что позволяет более эффективно удерживать и охлаждать их. Основное внимание уделено методам контроля динамики заряженных частиц в ловушке. В качестве основного рассматривается резистивный механизм охлаждения частиц.Робиться порівняння параметрів утримання заряджених частинок у конфігураціях самоузгодженої електромагнітної пастки і традиційних електромагнітних пасток. Показані можливості управління динамікою утримуваних частинок, що дозволяє ефективніше утримувати і охолоджувати їх. Основна увага приділена методам контролю динаміки заряджених частинок у пастці. В якості основного розглядається резистивний механізм охолодження частинок

Dynamics of plasma poloidal rotation in the U-3M torsatron

Results of experimental study of plasma rotation dynamics in the U-3M torsatron during transition to the improved confinement mode are presented. The rotation velocity is measured using the Doppler reflectometry methods.Представлено результати експериментального вивчення динаміки обертання плазми в торсатроні У-3М під час переходу розряду в режим покращеного утримання. Швидкість обертання визначалася методом допплеровської рефлектометрії.Представлены результаты экспериментального изучения динамики вращения плазмы в торсатроне У-3М во время перехода разряда в режим улучшенного удержания. Скорость вращения определялась методом допплеровской рефлектометрии

The parametric excitation of ion Bernstein modes at the ICR plasma heating in the U-3M torsatron

The results of theoretical and experimental investigations of oscillatory and wave processes at the stellarator plasma edge are presented. Experimental results were interpreted using the kinetic theory of the electron-ion parametrical instability. It is shown that the interaction between plasma and the alternating electric field under conditions carried out in given experiment makes possible a parametric excitation of the ion cyclotron oscillations.Представлені результати теоретичних та експериментальних досліджень осциляторних й хвильових процесів в периферійній стелараторній плазмі. Експериментальні результати інтерпретуються на основі кінетичної теорії електрон-іонної параметричної нестійкості. Показано, що дія змінного електричного поля на плазму в умовах даного експерименту робить можливим параметричне збудження іонних циклотронних коливань.Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований колебательных и волновых процессов в периферийной стеллараторной плазме. Экспериментальные результаты интерпретируются на основе кинетической теории электрон-ионной параметрической неустойчивости. Показано, что воздействие переменного электрического поля на плазму в условиях данного эксперимента делает возможным параметрическое возбуждение ионных циклотронных колебаний

Oscillatory and wave activity in the runaway electrons flow

The presence of the accelerated particles flow (the flow of runaway electrons) in the plasma confinement volume may case a number of different instabilities. In this work we investigate the spectrum of fluctuations in a flow of charged particles to identify the oscillatory and wave processes observed. Besides, we pay special attention to the interaction between the flow particles and plasma fluctuations. The main evidence of such interaction is the presence of modulation in the particles flow with the corresponding characteristic modulation frequency. Namely, the modulation frequency in such cases corresponds to the frequency of characteristic oscillations of the discharge plasma. Basing on this, we carried out the experimental investigations of spectrum of oscillations observed in the circuits of edge electrostatic probes during the microwave pumping pulse and also on the back edge of the magnetic field pulse.Присутствие в объёме удержания плазмы потока ускоренных электронов (убегающих электронов) может приводить к раскачке разного рода неустойчивостей. В данной работе речь идёт об исследовании спектра флуктуаций в потоке, а также идентификации наблюдаемых колебательных и волновых процессов. Кроме того, уделено особое внимание взаимодействию частиц потока с флуктуациями плазмы. В качестве основного признака такого взаимодействия можно рассматривать наличие в потоке убегающих электронов модуляции с частотами, соответствующими характерным частотам волновых процессов в плазме разряда. Основываясь на этих соображениях, были проведены исследования спектра колебаний тока в цепи периферийных электростатических зондов как во время импульса ВЧ-накачки, так и на заднем фронте импульса магнитного поля.Присутність в обсязі утримання плазми потоку прискорених електронів (втікаючих електронів) може призводити до розгойдування різного роду нестiйкостей. У даній роботі мова йде про дослідження спектра флуктуацій в потоці, а також ідентифікації спостережуваних коливальних і хвильових процесів. Крім того, приділено особливу увагу взаємодії часток потоку з флуктуаціями плазми. В якості основної ознаки такої взаємодії можна розглядати наявність в потоці втікаючих електронів модуляції з частотами, відповідними характерним частотам хвильових процесів у плазмі розряду. Грунтуючись на цих міркуваннях, були проведені дослідження спектра коливань струму в ланцюзі периферійних електростатичних зондів як під час імпульсу ВЧ-накачки, так і на задньому фронті імпульсу магнітного поля

Development of the system for multichannel microwave plasma probing in the torsatron U-2M

To study successfully the conditions for production and heating of the plasma, its dynamics in the process of an RF discharge in the torsatron U-2M, a multichannel system for microwave diagnostics is suggested. To obtain the electron density profiles with an asymmetric plasma cross-section in the l=2 torsatron, 5 fan channels and 3 longitudinal channels will be used. For these measurements a quadrature interferometer at a frequency of 140 GHz is under development.Для успішного вивчення умов створення і нагріву плазми, її динаміки в процесі ВЧ-розряду в торсатроні У-2М створюється багатоканальна система мікрохвильової діагностики. Для одержання профілів густини електронів з невісесиметричним перерізом плазми в двозаходному торсатроні буде використано п'ять віяльних і три подовжніх канали. Для цих вимірювань розробляється квадратурний інтерферометр на частоті 140 ГГц з гетеродинною індикацією фази.Для успешного изучения условий создания и нагрева плазмы, ее динамики в процессе ВЧ-разряда в торсатроне У-2М создается многоканальная система микроволновой диагностики. Для получения профилей плотности электронов с неосесимметричным сечением плазмы в двухзаходном торсатроне будет использовано пять веерных и три продольных канала. Для этих измерений разрабатывается квадратурный интерферометр на частоте 140 ГГц с гетеродинной индикацией фазы

The dynamics of inductively accelerated electrons in the U-3M torsatron

Additional experimental data for the runaway electrons flow in the Uragan-3M torsatron were obtained. In particular the synchrotron and ultrahigh frequency radiation were measured. Also the flow current dynamics was studied by Rogovski coil and toroidal loop. Finally the experiments with the runaway flow stimulation were carried out.Получены дополнительные экспериментальные данные о динамике потока убегающих электронов в торсатроне Ураган-3М. Произведены измерения синхротронного и СВЧ-излучения потока, получены результаты измерений тока потока и напряжения на обходе стелларатора. Кроме того, проведены эксперименты по стимуляции потока убегающих электронов.Отримано додаткові експериментальні дані щодо динаміки потоку утікаючих електронів у торсатроні Ураган-3М. Проведено вимірювання синхротронного та НВЧ-випромінювання потоку, отримано дані вимірювань струму потоку та напруги на обході стеларатора. Проведено експерименти зі стимуляції потоку утікаючих електронів