거대한 트로이덜 플라즈마 소자

Enormous Toroidal Plasma Device

거대 트로이덜 플라즈마 소자(EPD)는 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스(UCLA)의 기본 플라즈마 과학 시설에 수용된 실험용 물리 장치입니다.이전에는 1999년부터 2006년 사이에 전기 토카막(ET)으로 운영되었으며, 지원 [2]및 자금 부족으로 해체되기 전까지 세계 최대의[1] 토카막으로 알려져 있었다.이 기계는 2009년에 ETPD로 이름이 변경되었습니다.현재 이 기계는 실험용 플라즈마 물리학 연구를 위해 일반 실험실로 용도 변경되는 업그레이드를 진행 중입니다.

전기 토카막으로서

전기 토카막
The Electric Tokamak.jpg
전기 토카막의 꼭대기 모습.
디바이스 타입토카막
위치로스앤젤레스, 캘리포니아, 미국
제휴UCLA
기술사양
장반경5 m (16 피트)
마이너 반지름1 m (3 피트 3 인치)
플라즈마 볼륨188 m3
자기장0.25 T (2,500 G)
난방 전력2 MW
플라즈마 전류30~45kA
역사
운용년도1999–2006

일렉트릭 토카막(ET)은 UCLA 교수 로버트 테일러의 지시로 1998년에 제조된 일련의 작은 토카막 기계 중 마지막이었다.기계는 가로 세로 비율이 큰 저전계(0.25T) 자기 제한 융합 장치로 설계되었습니다.1인치 두께의 강철로 만들어진 16개의 진공 챔버로 구성되어 있으며, 주반경은 5m, 부반경은 1m이다.ET는 유럽 연합 토러스호보다 약간 큰 진공 선박을 가진, 그 당시 건조된 것 중 가장 큰 토카막이었다.

첫 번째 플라즈마는 1999년 1월에 달성되었다.ET는 45킬로암페어의 플라즈마 전류를 발생시킬 수 있으며 300eV의 [3][4]코어 전자 플라즈마 온도를 발생시킬 수 있습니다.

OH(오믹 가열) 전류 구동, 수직 평형장, 플라즈마 신장 및 플라즈마 성형(D 또는 리버스-D)에는 4세트의 독립 코일이 필요합니다.OH 시스템은 10kA 전원 공급 장치를 사용하여 10V/s를 공급합니다.수평 제어에는 최대 0.1T의 수직 필드를 적용할 수 있으며, 이는 하이 베타를 포함한 모든 플라즈마 구성에 충분합니다.추가 코일 세트는 오차 필드를 수정하고 플라즈마를 수직으로 안정시키기 위해 작은 수평 필드를 제공합니다.모든 코일은 용기 외부에 위치하며 알루미늄으로 구성됩니다.

용기 외부의 Rogowski 프로브와 용기 내부의 Hall 프로브 세트는 플라즈마 전류, 위치 및 쉐이핑을 모니터링하는 데 사용되며 제어 피드백 루프에 사용됩니다.폴로이드 시스템은 계산을 교차 검사하고 결과 플라즈마의 안정성을 평가하기 위해 사내 평형 코드뿐만 아니라 다양한 코드를 사용하여 설계되었다.

대부분의 토카막과 마찬가지로 기계는 RF 가열과 중성 빔 주입을 조합하여 플라즈마를 구동하고 성형합니다.

2006년 폐지

2006년, ET는 자금 부족으로 인해 테일러의 은퇴에 따라 해체되었다.자금 손실을 초래하는 요인은 광범위한 플라즈마 진단의 부재, 그 규모 및 핵융합 정치에서의 위치 때문이다.운영 당시 ET는 대부분 에너지부(DOE)[2]에서 자금을 지원받았습니다.

거대한 트로이덜 플라즈마 소자로서

2009년, 전기 토카막(ET)은 거대 트로이덜 플라즈마 소자(ETPD)로 이름이 바뀌었고, 기초 플라즈마 연구를 위해 용도 변경되었다.LaB(Lanthanium hexaboride6) 플라즈마 소스는 ETPD(Large Plasma Device에서 사용되는 것과 유사)용으로[5] 개발되었으며 기계의 트로이덜 축을 따라 여러 번 감기는 자화 플라즈마(~100m)의 긴 기둥을 생성할 수 있습니다.Plasma Column은 무전류로 확인되었으며 기계 [6]벽에 닿지 않고 챔버 내의 중성 가스에서 종료됩니다.

ETPD의[7] 일반적인 동작 파라미터는 다음과 같습니다.

  • 밀도: n † 3 × 1013−3 cm
  • 전자 온도: 5 eV < Te < 30 eV
  • 이온 온도 1 eV < Ti < 16 eV
  • 배경 필드: B = 250 가우스(25 mT)
  • 플라즈마 베타: β~1

ETPD는 현재 광범위한 플라즈마 물리학 실험을 지원하기 위해 업그레이드(즉, 더 큰 소스,[8] 더 나은 진단 기능)되고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 대형 플라즈마 디바이스, ETPD와 같은 시설에 수용되는 선형 플라즈마 디바이스

레퍼런스

  1. ^ "2002-03_Annual Report" (PDF). Retrieved 2020-03-31.
  2. ^ a b "UCLA Tokamak Program Close out Report". 2014.
  3. ^ 전기 토카막의 초기 플라스마.
  4. ^ Taylor, R. J.; Gauvreau, J.-L.; Gilmore, M.; Gourdain, P.-A.; LaFonteese, D. J.; Schmitz, L. W. (2002). "Initial plasma results from the Electric Tokamak". Nuclear Fusion. 42 (1): 46. Bibcode:2002NucFu..42...46T. doi:10.1088/0029-5515/42/1/307. ISSN 0029-5515.
  5. ^ Cooper, C. M.; Gekelman, W.; Pribyl, P.; Lucky, Z. (16 Aug 2010). "A new large area lanthanum hexaboride plasma source". Review of Scientific Instruments. 81 (8): 083503–083503–8. Bibcode:2010RScI...81h3503C. doi:10.1063/1.3471917. ISSN 0034-6748. PMID 20815604.
  6. ^ Cooper, C. M.; Gekelman, W. (24 Jun 2013). "Termination of a Magnetized Plasma on a Neutral Gas: The End of the Plasma". Physical Review Letters. 110 (26): 265001. Bibcode:2013PhRvL.110z5001C. doi:10.1103/PhysRevLett.110.265001. PMID 23848883.
  7. ^ DeRose, K. L.; Cooper, C.; Pribyl, P.; Gekelman, W. (2008). "Measurement of the Plasma Beta in the Enormous Toroidal Plasma Device (ETPD)" (PDF). Retrieved 26 Jul 2008.
  8. ^ Carter, T. A.; Dorfman, S.; Vincena, S.; Gekelman, W.; Klein, K.; Howes, G. G. "High beta, hot ion, magnetized laboratory plasmas in LAPD and ETPD: prospects for studying processes relevant to space and astrophysical plasmas". CiteSeerX 10.1.1.709.6176. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)

외부 링크