Систему диагностики плотности плазмы разработали и установили на токамаке в РФ

Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ) СО РАН разработали редкую диагностическую систему для измерения плотности плазмы и установили на российском токамаке (установке для магнитного удержания плазмы открытого типа) «Глобус-М2» в Санкт-Петербурге. Об этом сообщает пресс-служба института.

Большинство исследований в области управляемого термоядерного синтеза проводятся на экспериментальных установках, в основе которых лежат различные системы магнитного удержания плазмы — магнитные ловушки либо замкнутого типа (токамаки и стеллараторы), либо открытого типа (пробкотроны). Их задача — добиться нужных для термоядерного синтеза температуры, плотности и времени удержания плазмы.

«Для петербургских коллег новосибирские физики разработали, создали и установили дисперсионный интерферометр — редкий тип диагностической системы для измерения плотности плазмы путем зондирования на двух длинах волн. Благодаря уникальным характеристикам устройства физики получают точные данные о концентрации электронов в плазме каждые 20 микросекунд», — говорится в сообщении.

На сферическом токамаке «Глобус-М2» Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН (ФТИ им. А. Ф. Иоффе, г. Санкт-Петербург) изучается высокотемпературная плазма для создания термоядерного источника нейтронов для гибридной ядерной энергетики. В экспериментах по управляемому термоядерному синтезу важна надежная диагностика плотности и температуры плазмы. Надежным инструментом измерения электронной плотности плазмы является интерферометрия. Однако оптические элементы классической схемы интерферометра очень чувствительны к вибрациям, что может отразиться на точности диагностики. Схема дисперсионного интерферометра, разработанного в ИЯФ СО РАН, отличается от классической, в том числе минимальной чувствительностью к любого рода колебаниям.

«Наш дисперсионный интерферометр предназначен для измерения плотности плазмы, а точнее произведения плотности на размер плазмы. Основное отличие нашего устройства в том, что он зондирует плазму на двух длинах волн, причем вторая волна получается из первой с помощью метода удвоения частоты в нелинейном кристалле. Главное преимущество такого типа интерферометра — это слабая чувствительность к вибрациям оптических элементов, которые неизбежны при работе больших установок. Так получается потому, что дисперсия плазмы намного больше дисперсии воздуха, в котором установлены элементы интерферометра. Стоит отметить, что оптическая схема интерферометра — это синтез наиболее удачных решений, примененных в наших прошлых разработках», — приводит пресс-служба слова старшего научного сотрудника ИЯФ СО РАН Александра Соломахина.

Дополнительной функцией системы является возможность поддержания плотности плазмы на заданном уровне, для этого необходимо, чтобы аппаратура регистрации и обработки данных интерферометра позволяла производить вычисления плотности плазмы с очень высокой скоростью, по сути в режиме реального времени. Ученые специально создали такую аппаратуру для дисперсионного интерферометра.