Инженерные аспекты модернизации диагностики плазмы с помощью зондирования пучком тяжёлых ионов. Описана модернизация установки для диагностики плазмы с помощью пучка тяжёлых ионов на токамаке Т-10, который работа-ет в НИЦ «Курчатовский институт». Модернизация направлена на увеличение плотности тока первичного пучка, необходимое для расширения диапазона исследуемых частот колебаний потенциала и плотности электронов до 500 кГц, диапазона плотно-сти электронов до 5•10 19 м -3 и повышения отношения сигнал/шум при исследовании геодезических акустических мод в режи-мах с высокой плотностью. Предполагается увеличение значений тока пучка до 300 мкА при энергии пучка до 300 кэВ и диа-метре пучка 7-10 мм. Описаны конструкция нового эмиттерно-экстракторного блока и система его питания, а также внутри-корпусные элементы первичного ионопровода, подготовленные к увеличению тока первичного ионного пучка.Ключевые слова: высокотемпературная плазма, потенциал плазмы, ионный пучок, плотность тока. The upgraded Heavy Ion Beam Probe (HIBP) diagnostic system for the T-10 tokamak operating at the National Research Center «Kurchatov Institute» is presented. The upgrade is focused on the increase in the primary beam current density, which is required for the extension of the frequency range of the HIBP signals (potential and electron density oscillations) to 500 kHz, increasing the electron density operating limit to 5·10 19 m -3 and the rise in the signal intensity to the noise ratio during the studies of the geodesic acoustic modes at the high plasma density. This becomes possible due to a newly designed emitter-extractor unit of the HIBP accelerator aiming at providing the primary beam with the current of 300 μA at the energy of the 300 keV and diameter of 7-10 mm. The new in-vessel components of the primary beamline (wire sensors and Faraday cup) were upgraded accordingly to be able to provide the probing beam with the advanced parameters to the plasma.
ENGINEERING ASPECTS OF MODERNISATION OF HEAVY ION BEAM PROBE DIAGNOSTICS ON THE T-10 TOKAMAKKey words: high-temperature plasma, plasmas potential, ion beam, current density. DOI: 10.21517/0202-3822-2016-39-2-81-90
ВВЕДЕНИЕЗондирование плазмы пучком тяжёлых ионов (ЗППТИ) -единственный способ измерения электри-ческого потенциала в горячей области плазмы тороидальных термоядерных установок [1,2]. Впервые эта диагностика была применена на токамаке ST Джобсом и Хикоком в 1970 г. [3]. В отличие от стандартной методики электрических зондов ЗППТИ не вызывает возмущений в плазме. Измерения, проводимые этим методом, являются прямыми и локальными, они охватывают как центр, так и периферию плазмы.ЗППТИ является многофункциональной диагностикой, наряду с потенциалом плазмы она даёт воз-можность измерить колебания плотности электронов и поля тока плазмы. Областью локализации изме-рений является точка вторичной ионизации ионного пучка в плазме. Важно отметить, что измерение всех трёх величин происходит одновременно, что даёт возможность проводить совместный анализ элек-тростатического и электро...