A modified lm=1 stellarator magnetic system

Numerical studies into the toroidal magnetic field structure of a new modification of the l=1 polarity stellarator with a single (m=1) helical coil pitch along the whole length of the torus have been undertaken. Depending on mutual toroidal and helical magnetic field directions, there may exist two centered magnetic surface/helical divertor configurations in the modified lm=1 stellarator. Similar helical divertor configurations have been realized in the tokamak [9, 10] in order to stabilize large-scale instabilities and to avoid current disruption.Проведено чисельні розрахунки тороїдального магнітного поля, створюваного модифікованою магнітною системою однозаходного (l=1) класичного стелларатора з одним кроком гвинтової обмотки (m=1) на довжині тора. В залежності від напрямку тороїдального магнітного поля відносно гвинтового магнітного поля в lm=1 стеллараторі можливе існування двох центрованих конфігурацій магнітних поверхонь та гвинтового дивертора. Аналогічні гвинтові диверторні конфігурації було реалізовано в токамаці з метою стабілізації крупномасштабних нестійкостей та придушення зривів плазмового омічного розряду.Проведено численное изучение структуры тороидального магнитного поля, создаваемого модифицированной магнитной системой однозаходного (l=1) классического стелларатора с одним шагом винтовой обмотки (m=1) на длине тора. В зависимости от направления тороидального магнитного поля относительно винтового магнитного поля в lm=1 стеллараторе возможно существование двух центрированных конфигураций магнитных поверхностей и винтового дивертора. Аналогичные винтовые диверторные конфигурации были реализованы в токaмаке с целью стабилизации крупномасштабных неустойчивостей и подавления больших срывов плазменного омического разряда

Magnetic field of heliotron and mirror-type magnetic system combination

In numerical calculations for the model of combined magnetic system a possibility of existence of closed magnetic surfaces is shown. The model comprises the magnetic system of l=2 torsatron without additional toroidal magnetic field coils (heliotron) with a single current-carrying turn as an element of the mirror-type magnetic system. The turn encircles the heliotron closed magnetic surface region and produces a magnetic field of opposite direction to the heliotron magnetic field.Численными расчётами показана возможность существования замкнутых магнитных поверхностей в модели комбинированной магнитной системы. В состав модели входят магнитная система 2-заходного торсатрона без катушек дополнительного тороидального магнитного поля (гелиотрон) и магнитная система пробкотрона в виде одиночного витка с током. Виток охватывает область существования замкнутых магнитных поверхностей гелиотрона и по отношению к магнитному полю гелиотрона создает магнитное поле встречного направления.Чисельними розрахунками показана можливість існування замкнутих магнітних поверхонь у моделі комбінованої магнітної системи. До складу моделі належить магнітна система 2-заходного торсатрона без котушок додаткового тороїдального магнітного поля (геліотрон) та магнітна система пробкотрона у вигляді одного кільця зі струмом. Кільце охоплює область існування магнітних поверхонь геліотрона і створює по відношенню до магнітного поля геліотрона магнітне поле зустрічного напрямку

Magnetic surfaces of an l=4 stellarator in regard to helical coil angular size and method of conductor turn packing

Numerical studies were undertaken to elucidate the influence of the helical-coil finite angular size on l=4 stellarator magnetic surface characteristics. The calculations are applied to the closed magnetic surface configuration removed from the torus surface. The magnetic surface characteristics did not change significantly in comparison with ideal model of the l=4 stellarator magnetic system.Виконано чисельне дослідження впливу скінченної кутової ширини гвинтових обмоток на властивості магнітних поверхонь в 4-заходному стелараторі. Розрахунки торкаються конфігурації замкнутих магнітних поверхонь, віддалених від поверхні тора. Властивості магнітних поверхонь в порівнянні з ідеальною моделлю 4- заходного стеларатора суттєвих змін не зазнали.Проведено численное изучение влияния конечной угловой ширины винтовых обмоток на свойства магнитных поверхностей в 4-заходном стеллараторе. Расчеты относятся к конфигурации замкнутых магнитных поверхностей, удаленных от поверхности тора. Свойства магнитных поверхностей по сравнению с идеальной моделью 4-заходного стелларатора существенно не изменились

Special correcting winding for l=2 torsatron with internal splitting of helical coils

special correcting winding for the l=2 torsatron toroidal magnetic system with non-standard internal split-type helical coils and with the coils of an additional toroidal magnetic field is considered. The numerical calculations have shown that the winding action upon the initial magnetic surface configuration leads mainly to a displacement of the magnetic surface configuration along the straight z axis of the torus.Рассмотрена специальная корректирующая обмотка для магнитной системы двухзаходного торсатрона с нестандартным (внутренним) расщеплением винтовых обмоток и с катушками дополнительного тороидального магнитного поля. Численные расчеты показали, что действие обмотки на исходную конфигурацию магнитных поверхностей приводит преимущественно к смещению конфигурации магнитных поверхностей вдоль прямой z оси тора.Розглянута спеціальна коригуюча обмотка для магнітної системи двозаходного торсатрону з нестандартним (внутрішнім) розщепленням гвинтових обмоток та з котушками додаткового тороїдального магнітного поля. Чисельні розрахунки показали, що дія обмотки на вихідну конфігурацію магнітних поверхонь зводиться переважно до зміщення конфігурації магнітних поверхонь уздовж прямої z осі тора

An l=2 torsatron with centered planar magnetic axis

The paper is concerned with properties of magnetic surface configurations that have the planar magnetic axis coincident with the circular geometrical axis of the torus. The calculations were performed for the model of an l=2 torsatron comprising additional toroidal magnetic field coils. The magnetic surfaces with a negative shear and a high magnetic well can be realized in the system.Изучаются численным методом свойства конфигураций магнитных поверхностей, которые имеют плоскую магнитную ось, совмещенную с круговой геометрической осью тора. Расчеты проводились для модели двухзаходного торсатрона с катушками дополнительного тороидального магнитного поля. В системе могут быть реализованы магнитные поверхности с отрицательным широм и большой магнитной ямой.Вивчаються чисельним методом властивості конфігурацій магнітних поверхонь, які мають плоску магнітну вісь зуміщену з круговою геометричною віссю тора. Розрахунки проводились для моделі двозаходного торсатрону з катушками додаткового тороїдального магнітного поля. В системі можуть бути зреалізовані магнітні поверхні з від’ємним широм та великою магнітною ямо

Heliotron magnetic system of a fusion neutron source

Numerical calculations have been carried out on magnetic field of heliotron magnetic system with a region of stellarator and mirror-type magnetic field superposition. Formation of a region of magnetic field superposition takes place in the gap between two helical coil sections which have reduced pitch length L in comparison with pitch length L₀ of the heliotron helical coils, L=L₀/3.Проведені чисельні розрахунки магнітного поля геліотрона з областю суміщення магнітних полів стелараторного та пробкотронного типів. Формування області суміщення магнітних полів здійснюється в проміжку між двома ділянками гвинтової обмотки зі зменшеною довжиною L кроку в порівнянні з довжиною основного кроку L₀ гвинтової обмотки, L=L₀/3.Проведены численные расчеты магнитного поля магнитной системы гелиотрона с областью совмещения магнитных полей стеллараторного и пробкотронного типов. Формирование области совмещения магнитных полей осуществляется в зазоре между двумя участками винтовой обмотки с уменьшенной длиной шага L по сравнению с длиной основного шага L₀ винтовой обмотки гелиотрона, L=L₀/3

Torsatron U-2M with reversed additional toroidal magnetic field

The torsatron U-2M magnetic system is equipped with 16 additional toroidal magnetic field coils. Under normal operating conditions the toroidal field coils create an additional toroidal magnetic field B₀ the direction of which coincides with the direction of a toroidal magnetic field component b₀ generated by the torsatron helical coils on the circular axis of the torus. In the torsatron with reversed toroidal magnetic field (RTF) the toroidal field coils create an additional toroidal magnetic field B₀ᵣ of opposite direction. In this study the conditions for developing the magnetic surface configuration with spatial magnetic axis in the torsatron U-2M with RTF are found out and the magnetic surface configuration properties are investigated.Магнітна система торсатрона У-2М має в своєму складі 16 котушок додаткового тороїдального магнітного поля. У стандартному режимі котушки створюють додаткове тороїдальне магнітне поле, напрямок якого співпадає з напрямком тороїдальної компоненти магнітного поля, яке створюється гвинтовими обмотками на круговій осі тору. У торсатроні з оберненим додатковим тороїдальним полем (ОТП) ці котушки створюють магнітне поле протилежного напрямку. З допомогою уточненої розрахункової моделі з’ясовуються умови реалізації в торсатроні У-2М з ОТП конфігурації магнітних поверхонь з просторовою магнітною віссю та досліджуються її параметри.Магнитная система торсатрона У-2М содержит 16 катушек дополнительного тороидального магнитного поля. В стандартном режиме катушки создают дополнительное тороидальное магнитное поле, направление которого совпадает с направлением тороидальной компоненты магнитного поля, создаваемой винтовыми обмотками торсатрона на круговой оси тора. В торсатроне с обращенным дополнительным тороидальным магнитным полем (ОТП) эти катушки создают дополнительное тороидальное магнитное поле противоположного направления. C помощью уточненной расчетной модели выясняются условия реализации в торсатроне У-2М с ОТП конфигурации магнитных поверхностей с пространственной магнитной осью и исследуются ее параметры

The l=2 stellarator with displaced helical windings

The paper deals with the magnetic surface configuration properties in the frame of a new model of the l=2 stellarator with displaced helical windings. The displacement has been made to provide a better access to the plasma confinement volume. Numerical calculations have shown that the magnetic surface configuration, shifted inward the torus and appearing favorable for plasma confinement, can be realized in the absence of a transverse magnetic field.Проведено вивчення властивостей конфігурації магнітних поверхонь в новій моделі магнітної системи l=2 стеларатора зі зміщеними гвинтовими обмотками. Зміщення запроваджено з метою покращення доступу до об’єму утримання плазми. Показано, що найбільш сприятлива для утримання плазми зміщена в середину тора конфігурація магнітних поверхонь реалізується за відсутністю поперечного магнітного поля.Проведено изучение свойств конфигурации магнитных поверхностей в новой модели магнитной системы l=2 стелларатора со смещенными винтовыми обмотками. Смещение проведено с целью улучшения доступа к объему удержания плазмы. Показано, что благоприятная для удержания плазмы смещенная внутрь тора конфигурация магнитных поверхностей реализуется в отсутствие поперечного магнитного поля