ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОМ НА УСТАНОВКЕ ГДЛ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Установка ГДЛ (газодинамическая ловушка) относится к классу открытых магнитных ловушек для удержания плазмы и является вариацией пробкотрона Будкера–Поста с расстоянием между пробками, превышающим характерную длину пробега ионов до рассеяния в конус потерь, а также с большим пробочным отношением. При таких условиях механизм удержания частиц плазмы аналогичен удержанию бесстолкновительного газа в сосуде с малым отверстием, а время удержания плазмы линейно зависит от его длины и пробочного отношения. Такие системы имеют перспективы для целого ряда приложений в области управляемого ядерного синтеза, ближайшим из которых является источник нейтронов синтеза ядер D-T, способный производить нейтронный поток с плотностью мощности в несколько мегаватт на квадратный метр, что требуется для проведения материаловедческих исследований, необходимых для конструирования первой стенки термоядерных реакторов будущего. Экспериментальная программа установки ГДЛ включает в себя изучение кинетических и магнитогидродинамических неустойчивостей плазмы, исследование поведения плещущихся ионов, дополнительные методы нагрева и поддержания материального баланса в ловушке, а также изучение энергетического баланса плазмы. В работе приведено детальное описание установки ГДЛ, ее диагностического комплекса и системы управления, актуальное на сегодняшний день.

Об авторах

Е. И. Солдаткина

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Email: E.I.Soldatkina@inp.nsk.su
Новосибирск, Россия

П. А. Багрянский

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

Е. Д. Господчиков

Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова–Грехова РАН

Нижний Новгород, Россия

П. В. Зубарев

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

С. В. Иваненко

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

А. Н. Квашнин

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

О. А. Коробейникова

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

Л. В. Лубяко

Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова–Грехова РАН

Нижний Новгород, Россия

В. В. Максимов

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

Д. В. Моисеев

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

С. В. Мурахтин

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

А. К. Мейстер

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

Е. И. Пинженин

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

В. В. Приходько

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

Е. А. Пурыга

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

А. Л. Соломахин

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

А. Д. Хильченко

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

В. А. Хильченко

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

Т. А. Хусаинов

Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова–Грехова РАН

Нижний Новгород, Россия

А. Г. Шалашов

Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова–Грехова РАН

Email: ags@ipfran.ru
Нижний Новгород, Россия

Е. А. Шмигельский

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Ivanov A.A., Prikhodko V.V. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 2013. V. 55. P. 063001. https://doi.org/10.1088/0741-3335/55/6/063001
  2. Anikeev A.V., Bagryansky P.A., Ivanov A.A., Karpushov A.N., Korepanov S.A., Maximov V.V., Murakhtin S.V., Smirnov A.Y., Noack K., and Otto G. // Nuclear Fusion. 2000. V. 40. P. 753. https://doi.org/10.1088/0029-5515/40/4/301
  3. Simonen T.C., Anikeev A., Bagryansky P., Beklemishev A., Ivanov A., Lizunov A., Maximov V., Prikhodko V., and Tsidulko Y. // J. Fusion Energy. 2010. V. 29. P. 558. https://doi.org/10.1007/s10894-010-9342-7
  4. Хусаинов Т.А., Балакин А.А., Господчиков Е.Д., Соломахин А.Л., Шалашов А.Г. // Физика плазмы. 2024. Т. 50. С. 1299. https://doi.org/10.31857/S0367292124110028
  5. Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Smolyakova O.B., Bagryansky P.A., Malygin V.I., and Thumm M. // Phys. Plasmas. 2012. V. 19. https://doi.org/10.1063/1.4717757/596964
  6. Bagryansky P.A., Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Lizunov A.A., Maximov V.V., Prikhodko V.V., Soldatkina E.I., Solomakhin A.L., and Yakovlev D.V. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 114. P. 205001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.205001
  7. Yakovlev D.V., Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Solomakhin A.L., Savkin V.Y., and Bagryansky P.A. // Nuclear Fusion. 2016. V. 57. P. 016033. https://doi.org/10.1088/0029-5515/57/1/016033
  8. Yakovlev D.V., Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Maximov V.V., Prikhodko V.V., Savkin V.Y., Soldatkina E.I., Solomakhin A.L., and Bagryansky P.A. // Nuclear Fusion. 2018. V. 58. P. 094001. https://doi.org/10.1088/1741-4326/AACB88
  9. Shmigelsky E.A., Lizunov A.A., Meyster A.K., Pinzhenin E.I., Solomakhin A.L., and Yakovlev D.V. // J. Plasma Phys. 2024. V. 90. P. 975900206. https://doi.org/10.1017/S0022377824000515
  10. Soldatkina E.I., Bagryansky P.A., and Solomakhin A.L. // Plasma Phys. Reports. 2008. V. 34. P. 259. https://doi.org/10.1134/S1063780X08040016
  11. Beklemishev A.D., Bagryansky P.A., Chaschin M.S., and Soldatkina E.I. // Fusion Sci. Technol. 2010. V. 57. P. 351. https://doi.org/10.13182/FST10-A9497
  12. Bagryansky P.A., Beklemishev A.D., and Soldatkina E.I. // Fusion Sci. Technol. 2007. V. 51. P. 340. https://doi.org/10.13182/fst07-a1395
  13. Bagryansky P.A., Bender E.D., Ivanov A.A., Karpushov A.N., Murachtin S.V., Noack K., Krahl S., and Collatz S. // J. Nuclear Mater. 1999. V. 265. P. 124. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00510-8
  14. Deichuli P.P., Davydenko V.I., Ivanov A.A., Korepanov S.A., Mishagin V.V., Sorokin A.V., Stupishin N.V., and Shulzhenko G.I. // Rev. Sci. Instrum. 2004. V. 75. P. 1816. https://doi.org/10.1063/1.1699465
  15. ROOT: analyzing petabytes of data, scientifically. [Электронный ресурс]. URL: https://root.cern/ (дата обращения: 07.07.2025).
  16. Киреенко А.В., Мурахтин С.В. // Вопросы атомной науки и техники. Серия Термоядерный синтез. 2008. № 1. С. 26.
  17. Yurov D.V., Prikhodko V.V., and Tsidulko Y.A. // Plasma Phys. Reports. 2016. V. 42. P. 210. https://doi.org/10.1134/S1063780X16030090
  18. Shmigelsky E.A., Meyster A.K., Chernoshtanov I.S., Lizunov A.A., Solomakhin A.L., and Yakovlev D.V. // J. Plasma Phys. 2024. V. 90. P. 905900605. https://doi.org/10.1017/S0022377824001399
  19. Skovorodin D.I., Zaytsev K.V., and Beklemishev A.D. // Phys. Plasmas. 2013. V. 20. https://doi.org/10.1063/1.4827265
  20. Шмигельский Е.А. // LII Междунар. (Звенигородская) конфер. по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу: сб. тез. докл. 2025. С. 69. https://doi.org/10.34854/ICPAF.52.2025.1.1.028
  21. Zaytsev K.V., Anikeev A.V., Bagryansky P.A., Donin A.S., Korobeinikova O.A., Korzhavina M.S., Kovalenko Y.V., Lizunov A.A., Maximov V.V., Pinzhenin E.I., Prikhodko V.V., Soldatkina E.I., Solomakhin A.L., Savkin V.Y., and Yakovlev D.V. // Physica Scripta. 2014. V. T161. https://doi.org/10.1088/0031-8949/2014/T161/014004
  22. Витязев В.В. Спектрально-корреляционный анализ равномерных временных рядов. С.-Пб.: Из-во С.-Петербургского университета, 2001.
  23. Bagryansky P.A., Anikeev A.V., Beklemishev A.D., Donin A.S., Ivanov A.A., Korzhavina M.S., Kovalenko Y.V., Kruglyakov E.P., Lizunov A.A., Maximov V.V., Murakhtin S.V., Prikhodko V.V., Pinzhenin E.I., Pushkareva A.N., Savkin V.Y., and Zaytsev K.V. // Fusion Sci. Technol. 2011. V. 59. P. 31. https://doi.org/10.13182/FST11-A11568
  24. Lizunov A.A., Den Hartog D.J., Donin A.S., Ivanov A.A., and Prikhodko V.V. // Rev. Sci. Instrum. 2011. V. 82. https://doi.org/10.1063/1.3624742/354021
  25. Lizunov A., Donin A., and Savkin V. // Rev. Sci. Instrum. 2013. V. 84. https://doi.org/10.1063/1.4817644
  26. Шмигельский Е., Лизунов А., Солдаткина Е.И., Приходько В.В., Соломахин А.Л., Пинженин Е.И., Мейстер А.К. // LI Междунар. (Звенигородская) конфер. по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу: сб. тез. докл. 2024. С. 113. https://doi.org/10.34854/ICPAF.51.2024.1.1.075
  27. Abdrashitov G.F., Abdrashitov A.G., Deichuli P.P., Donin A.S., Khilchenko A.D., Lizunov A.A., Moiseev D.V., Murakhtin S.V., Sorokin A.V., and Zubarev P.V. // Fusion Sci. Technol. 2011. V. 59. P. 280. https://doi.org/10.13182/FST11-A11635
  28. Davydenko V.I., Ivanov A.A. // Rev. Sci. Instrum. 2004. V. 75. P. 1809. https://doi.org/10.1063/1.1699461
  29. Korepanov S.A., Abdrashitov G.F., Beals D., Davydenko V.I., Deichuli P.P., Granetz R., Ivanov A.A., Kolmogorov V.V., Mishagin V.V., Puiatti M., Rowan B., Stupishin N.V., Shulzhenko G.I., and Valisa M. // Rev. Sci. Instrum. 2004. V. 75. P. 1829. https://doi.org/10.1063/1.1699513
  30. Belchenko Y.I., Davydenko V.I., Deichuli P.P., Emelev I.S., Ivanov A.A., Kolmogorov V.V., Konstantinov S.G., Krasnov A.A., Popov S.S., Sanin A.L., Sorokin A.V., Stupishin N.V., Shikhovtsev I.V., Kolmogorov A.V., Atlukhanov M.G., Abdrashitov G.F., Dranichnikov A.N., Kapitonov V.A., and Kondakov A.A. // Uspekhi Fiz. Nauk. 2018. V. 188. P. 595. https://doi.org/10.3367/ufnr.2018.02.038305
  31. Savkin V.Y., Lizunov A.A. // Rev. Sci. Instrum. 2017. V. 88. https://doi.org/10.1063/1.4995356
  32. Fiksel G., Hartog D.J. Den, Ivanov A.A., and Lizunov A.A. // Препринт ИЯФ СО РАН 2003-29.
  33. Приходько В.В., Аникеев А.В., Багрянский П.А., Лизунов А.А., Максимов В.В., Мурахтин С.В., Цидулько Ю.А. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 969.
  34. Yarnold G.D., Bolton H.C. // J. Sci. Instrum. 1949. V. 26. P. 38. https://doi.org/10.1088/0950-7671/26/2/303
  35. Pinzhenin E.I., Maximov V.V., and Chistokhin I.B. // Instruments Exp. Tech. 2019. V. 62. P. 185. https://doi.org/10.1134/S0020441219020131
  36. Lizunov A., Berbasova T., Khilchenko A., Kvashnin A., Puryga E., Sandomirsky A., and Zubarev P. // Rev. Sci. Instrum. 2023. V. 94. https://doi.org/10.1063/5.0123329
  37. Lizunov A., Berbassova T., Khilchenko A., Maximov V., Puryga E., and Zubarev P. // J. Instrum. 2019. V. 14. P. C07010. https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/07/C07010
  38. Puryga E.A., Lizunov A.A., Ivanenko S.V., Khilchenko A.D., Kvashnin A.N., Zubarev P.V., and Moiseev D.V. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2019. V. 47. P. 2883. https://doi.org/10.1109/TPS.2019.2910795
  39. Sheffield J. Plasma Scattering of Electromagnetic Radiation. Academic Press, 1975.
  40. Penney C.M., St. Peters R.L., and Lapp M. // J. Optical Soc. Am. 1974. V. 64. P. 712–716. https://doi.org/10.1364/JOSA.64.000712
  41. Пинженин Е.И., Максимов B.B. // Приборы и техника эксперимента. 2024. № 2. С. 53. https://doi.org/10.31857/S0032816224020078
  42. Soldatkina E.I., Pinzhenin E.I., Korobeynikova O.A., Maximov V.V., Yakovlev D.V., Solomakhin A.L., Savkin V.Y., Kolesnichenko K.S., Ivanov A.A., Trunev Y.A., Voskoboynikov R.V., Shulzhenko G.I., Annenkov V.V., Volchok E.P., Timofeev I.V., and Bagryansky P.A. // Nuclear Fusion. 2022. V. 62. P. 066034. https://doi.org/10.1088/1741-4326/AC3BE3
  43. Solomakhin A.L., Bagryanskii P.A., Voskoboinikov R.V., Zubarev P.V., Kvashnin A.N., Lizunov A.A., Maksimov V.V., and Khil’chenko A.D. // Instruments Exp. Tech. 2005. V. 48. P. 649. https://doi.org/10.1007/S10786-005-0116-9/ METRICS
  44. Ivanenko S.V., Solomakhin A.L., Zhiltsov N.S., Zubarev P.V., Kovalenko Y.V., Kurskiev G.S., Solokha V.V., Tkachenko E.E., Shulyatiev K.D., Puryga E.A., Khilchenko A.D., Minaev V.B., and Bagryansky P.A. // Probl. Atomic Sci. Technol. Ser. Thermonucl. Fusion. 2023. V. 46. P. 86. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2023-46-1-86-94
  45. Лубяко Л.В., Шалашов А.Г., Архипцевс Ф.Ф., Геннеберг В.А., Яковлев Д.В., Соломахин А.Л. // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 1. С. 78. https://doi.org/10.7868/S0032816218010226
  46. Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Khusainov T.A., Lubyako L.V., Smolyakova O.B., and Solomakhin A.L. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62. P. 065010. https://doi.org/10.1088/1361-6587/AB83CC
  47. Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Lubyako L.V., Khusainov T.A., Shmigelsky E.A., Soldatkina E.I., and Solomakhin A.L. // Phys. Plasmas. 2024. V. 31. P. 122506. https://doi.org/10.1063/5.0234887/3328401
  48. Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Khusainov T.A., Lubyako L.V., Solomakhin A.L., and Viktorov M.E. // J. Instrum. 2021. V. 16. P. P07007. https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/07/P07007
  49. Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Lubyako L.V., Khusainov T.A., Solomakhin A.L., and Viktorov M.E. // Radiophys. Quantum Electron. 2022. V. 65. P. 323. https://doi.org/10.1007/S11141-023-10216-4/ METRICS
  50. Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Khusainov T.A., Lubyako L.V., Solomakhin A.L., and Yakovlev D.V. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. https://doi.org/10.1063/5.0101751/2844860
  51. Shalashov A.G., Gospodchikov E.D., Khusainov T.A., and Solomakhin A.L. // Rev. Sci. Instrum. 2023. V. 94. https://doi.org/10.1063/5.0175160/2929487
  52. Коробейникова О.А., Мурахтин С.В. // XLVI Междунар. (Звенигородская) конфер. по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу. 2019. С. 73.
  53. Soldatkina E.I., Maximov V.V., Prikhodko V.V., Savkin V.Y., Skovorodin D.I., Yakovlev D.V., and Bagryansky P.A. // Nuclear Fusion. 2020. V. 60. P. 086009. https://doi.org/10.1088/1741-4326/AB95D2
  54. Soldatkina E.I., Meyster A.K., Yakovlev D.V., and Bagryansky P.A. // J. Plasma Phys. 2024. V. 90. P. 975900203. https://doi.org/10.1017/S0022377824000254
  55. Мейстер А.К., Солдаткина Е.И., Яковлев Д.В. // Сибирский физический журнал. 2023. Т. 18. С. 5. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2023-18-1-5-13
  56. Borissenko Y., Lizunov A., Vasileva N., Khilchenko A., Moiseev D., and Zubarev P. // AIP Confer. Proc. 2016. V. 1771. https://doi.org/10.1063/1.4964197/699591
  57. Shepp L.A., Vardi Y. // IEEE Trans. Medical Imaging. 1982. V. 1. P. 113. https://doi.org/10.1109/TMI.1982.4307558
  58. Сковородин Д.., Черноштанов С.И., Амиров В.Х., Астрелин В.Т., Багрянский П.А., Беклемишев А.Д., Бурдаков А.В., Горбовский А.И., Котельников И.А., Магоммедов Э.М., Полосаткин С.В., Поступаев В.В., Приходько В.В., Савкин В.Я., Солдаткина Е.И., Соломахин А.Л., Сорокин А.В., Судников А.В., Христо М.С., Шиянков С.В., Яковлев Д.В., Щербаков В.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 831. https://doi.org/10.31857/S0367292123600322
  59. Crowley T.P. // IEEE Trans. Plasma Sci. 1994. V. 22. P. 291. https://doi.org/10.1109/27.310636

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).