Введение
1. Обзор литературы 12
1.1 Управление разрядом методом инжекции примеси. 12
1.1.1 Технологии внесения примеси в плазму 13
1.1.2 Моделирование испарения инжектированных макрочастиц.. 14
1.1.3 Быстрый перенос при инжекции. 17
1.2 Литиевые технологии. 19
1.2.1 Покрытие стенок установки литием с помощью испарителя 22
1.2.1.1 Литиевый испаритель на Т-10. 23
1.2.1.2 Литиевые испарители на других установках 26
1.2.2 Литиевые лимитеры с открытой поверхностью 28
1.2.3 Литиевые лимитеры на основе капиллярно-пористых структур (КПС) 33
1.2.4 Инжекция литиевых макрочастиц 37
1.2.4.1 TFTR 37
1.2.4.2 NSTX 39
1.2.4.3 RFX-mod 40
1.2.5 Лазерное распыление лития.. 42
1.2.6 Инжекторы пылевой струи 45
1.2.6.1 Литиевый дроппер на NSTX и DIII-D.. 45
1.2.6.2 Литиевый дроппер на EAST. 46
1.2.7 Проблема сбора лития в камере установки. 48
1.3 Выводы из обзора литературы и постановка задач. 49
2. Экспериментальные установки и оборудование 53
2.1 Система инжекции примеси в токамак Т-10. 53
2.1.1 Токамак Т-10 и его диагностический комплекс.. 53
2.1.2 Оценки параметров инжекции лития для токамака Т-10 55
2.1.3 Система примесной инжекции токамака Т-10 и система регистрации испарения макрочастиц. 58
2.1.3.1 Система примесной инжекции токамака Т-10 58
2.1.3.2 Система регистрации испарения макрочастиц для Т-10 61
2.1.3.3 Макрочастицы для системы примесной инжекции Т-10. 62
2.1.4 Шприцевой инжектор литиевой струи на Т-10 66
2.1.5 Система инжекции металлической литиевой пыли для токамака Т-10 68
2.1.5.1 Литиевый порошок SMLPTM. 68
2.1.5.2 Источник пылевой струи.. 71
2.1.5.3 Подсистема доставки пыли в токамак 74
2.1.5.4 Эксплуатация системы инжекции литиевой пыли.. 77
2.2 Система инжекции примесных макрочастиц в стелларатор W7-AS 81
3. Исследование особенностей испарения углеродных макрочастиц 85
3.1 Быстрые МГД-процессы при испарении примесных макрочастиц. 86
3.1.1 Эксперименты по инжекции макрочастиц разных размеров в Т-10 87
3.1.2 Моделирование испарения с учетом быстрых МГД-процессов 93
3.1.3 Обсуждение результатов 98
3.2 Исследование пылевой моды испарения. 100
3.2.1 Обнаружение пылевой моды испарения углеродных макрочастиц 100
3.2.2 Моделирование испарения с эмиссией «микропеллетов». 106
3.2.2.1 Оценка скоростей крупинок.. 106
3.2.2.2 Оценка размеров крупинок. 109
3.2.3 Обсуждение результатов.. 112
4. Управление разрядом методом инжекции лития 113
4.1 Инжекция литиевых макрочастиц в плазму токамака Т-10 113
4.1.1 Результаты экспериментов по инжекции литиевых макрочастиц. 115
4.1.2 Обсуждение результатов инжекции литиевых макрочастиц 118
4.2 Инжекция литиевых пылевых струй в плазму токамака Т-10 123
4.2.1 Результаты экспериментов по инжекции литиевой пылевой струи. 125
4.2.1.1 Моды инжекции. 126
4.2.1.2 Эксперименты по инжекции в квазистационарной моде 135
4.2.2 Моделирование поведения ионов в плазме Т-10 142
4.2.2.1 Моделирование реперного разряда.. 142
4.2.2.2 Моделирование разряда с инжекцией лития 148
4.2.3 Обсуждение результатов 154
4.3 Перспективы использования лития в современных термоядерных установках 160
Заключение 161
Благодарности 163
Список литературы 164
