И.В. ВИЗГАЛОВ, К.М. ГУТОРОВ, В.А. КУРНАЕВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) АВТОВОЗБУЖДЕНИЕ ГЕЛИКОННЫХ КОЛЕБАНИЙ В РЕЗОНАТОРЕ С ЗАМАГНИЧЕННОЙ ПЛАЗМОЙ Представлена разрядная система низкого давления, основанная на автовозбуждении геликонных мод в плазмозаполненном резонаторе. В противоположность традиционным геликонным источникам плазмы, описываемая система не нуждается в ВЧ-источнике мощности, антенне, волноводах и согласующих устройствах. При этом сохраняются основные преимущества геликонных источников плазмы с ВЧ питанием – очень высокая плотность плазмы и высокая эффективность поглощения энергии при низком рабочем давлении. В предыдущих работах [1, 2] было показано, что повышенная эмиссия вторичных электронов с поверхности электрода под отрицательным потенциалом, взаимодействующего с неравновесной плазмой, может привести к развитию мощных электромагнитных колебаний в разрядном контуре. Таким образом, с развитием неустойчивостей некоторые типы разрядов низкого давления с постоянным током могут приобретать свойства сильноточного емкостного ВЧ-разряда. Осцилляции на собственной резонансной частоте разрядного контура возникают, когда потенциал коллектора соответствует падающей части вольтамперной характеристики. Электрод при отрицательном смещении может иметь N- образную ВАХ с участком отрицательного дифференциального сопротивления, если коэффициент вторичной эмиссии для горячих электронов из плазмы значительно превышает единицу, а общий ток надтепловой группы электронов достаточно велик – сравним или выше тока ионного насыщения. В предельном случае при шунтировании отрицательно смещенного электрода большим внешним конденсатором возникает генерация на собственной частоте резонатора, включающего плазменный канал с выраженными индуктивными свойствами и емкость приэлектродного слоя. Мгновенные падения потенциала в приэлектродном слое и плазменном канале имеют противоположные фазы, поэтому потенциал электрода относительно стенок камеры практически постоянен. Таким образом, автоколебания существуют только внутри разрядного объема с минимумом внешнего электромагнитного шума. Как показывает анализ, в цилиндрическом резонаторе с замагниченной плазмой происходит самовозбуждение колебаний геликонного типа. Уникально высокая добротность и эффективность геликонных резонаторов для ВЧ-разрядных систем с внешней антенной ин- дукционного типа было впервые обнаружено и исследовано Босвеллом [3]. Обширные теоретические исследования геликонных источников плазмы были сделаны Ченом [4] и Рухадзе[5]. Работа проводилась на установке ПР-2 [1, 2], геликонные колебания возбуждались в специальном модуле, установленном с противоположного электронной пушке торца камеры. Модуль представляет собой цилиндрический резонатор с катушками магнитного поля. Внутренний конец модуля открыт в основную камеру, внешний конец закрыт сменной пластиной с водяным охлаждением. Для диагностики используются зонды, высокочастотные делители, токовые шунты и пояса Роговского. Автоколебательный режим достигался после чистки аргоном и последующего образования тонкого диэлектрического слоя на поверхности пластины, необходимого для возникновения неустойчивого контакта плазма-поверхность с N - образной ВАХ. ППР в водороде при давлении 10-2-10-1 Па обеспечивал предварительное заполнение модуля сильнонеравновесной плазмой (1011 см-3). Спектр колебаний состоит из набора гармоник с частотой основной гармоники ~ 50 МГц. Частота основной гармоники не зависит от параметров внешнего фильтра на источнике постоянного тока, а меняется при изменении плотности плазмы и магнитного поля. Анализ показывает, что зависимость резонансной частоты от этих параметров соответствует стоячей геликонной волны с модой m=0. Оценки плотности плазмы в этом режиме дают значение около 4·10 11 см-3. Автовозбуждение стоячих волн геликонного типа может применяться для получения интенсивных потоков плазмы с высокой степенью ионизации. Соответствующие режимы требуют только источников питания постоянного тока. ВЧ электромагнитные колебания могут быть ограничены внутри объема резонатора. Присутствие в плазме переменных электрических полей и токов определяет повышенную энергетическую эффективность. Список литературы 1. Vizgalov I.V., Dimitrov S.K., Chernyatjev Yu.V.// Proc. of ICPIG XX, Pisa, Italy, 1991. Р. 683-684. 2. Vizgalov I.V., Kirnev G.S., Kurnaev V.A., Sarytchev D.V., Savjolov A.S.// Proc. of ICPIG XXIII, Toulouse, France, Vol.II (1997) 26. 3. Boswell R.W.// Plasma Phys. Control. Fusion, 26, 1984. Р. 1147-1162. 4. Chen F.F. //Plasma Phys. Control. Fusion, 33, 1991. Р. 339-364. 5. Vavilin K.V., Rukhadze A.A., Ri M.Kh., Plaksin V.Yu. // Technical Physics, 49, 2004. Р.691-697. Е.И. КУЗНЕЦОВ1, Д.В. САРЫЧЕВ, Л.Н. ХИМЧЕНКО 1Московский ИЯС РНЦ «Курчатовский Институт», Москва инженерно-физический институт (государственный университет) МОДЕРНИЗАЦИЯ БОЛОМЕТРИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ТОКАМАКА Т-10 Описывается модернизация болометрического комплекса токамака Т-10, включающая создание систем пироэлектрических болометров и фотодиодов. Приводится обсуждение полученных результатов. Болометрические измерения полных радиационных потерь – одна из наиболее важных диагностик для исследования высокотемпературной плазмы. Для болометрических измерений необходим детектор с не зависящей от длины волны чувствительностью к энергии электромагнитного излучения в широком диапазоне (от ИК до рентгена). На токамаке Т-10 используются два вида детекторов радиационных потерь: детекторы AXUV (кремниевые фотодиоды) и пироэлектрические детекторы. В ходе последних кампаний для измерения суммарных радиационных потерь использовался обзорный пироэлектрический болометр, а профили потерь измерялись многохордовой системой фотодиодов AXUV и сканирующим пироэлектрическим болометром. Детекторы AXUV [1] обладают высокой чувствительностью к энергии электромагнитного излучения и хорошим временным разрешением (до 0,1 мкс). Однако они имеют «провал» на кривой спектральной чувствительности при энергиях квантов менее 40 эВ, что затрудняет их использование в качестве абсолютного монитора радиационных потерь. Пироэлектрические детекторы отличает постоянная чувствительность к энергии электромагнитного излучения в широком диапазоне [2]. Однако их сигнал в сильной степени подвержен влиянию акустических (паразитный пьезоэффект) и электрических наводок, а их временное разрешение невысоко. Исходя из этого для измерений на Т-10 необходимо использовать детекторы обоих типов [3]. Рассматриваемая модернизация состояла в разработке и изготовлении многохордовой (14 каналов) пироболометрической системы, которая позволяет получать профили мощности радиационных потерь за один импульс токамака. Также дополнительно установлена 16-канальная система детекторов AXUV в сечении токамака, удаленном от положения имеющейся системы AXUVов. Это позволит изучать тороидальную структуру быстрых возмущений излучения плазмы. В докладе приводятся профили радиационных потерь, измеренные детекторами двух типов, а также пример регистрации детекторами AXUV быстрого возмущения излучения плазмы. Показано, что различие профилей с пироэлектрических детекторов и детекторов AXUV может быть объяснено потерями, связанными с нейтральными частицами, и пониженной чувствительностью детекторов AXUV в области низких энергий квантов. При учете этих факторов профили с двух диагностик хорошо согласуются. Список литературы 1. B J Peterson, A Yu Kostrioukov, N Ashikawa et al. Bolometer diagnostics for one- and twodimensional measurements of radiated power on the Large Helical Device// Plasma Phys. Control. Fusion 45 (2003) 1167–1182. 2. Вертипорох А.Н., Лукьянов С.Ю., Максимов Ю.С. Радиационные потери на установке Т-10// Физика плазмы, 1980. Т.6. № 1. С. 14-21. 3. Д.В. Сарычев, Л.Н. Химченко. Диагностика радиационных потерь на токамаке Т-10// В сб. докладов 11-й Всероссийской конференции по диагностике высокотемпературной плазмы 13-18 июня 2005 г., Троицк. С. 75-76.