Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences66843010.31857/S0367292123600656EPYZPVTOKAMAKSТОКАМАКИUnknownTwo-Dimensional Distribution of Plasma Electric Potential in the T-10 TokamakДвумерное распределение электрического потенциала плазмы в токамаке Т‑10AmmosovYa. M.АммосовЯ. М.ammosov.ium@phystech.eduKhabanovF. O.ХабановФ. О.melnikov_07@yahoo.comDrabinskiyM. A.ДрабинскийМ. А.melnikov_07@yahoo.comMelnikovA. V.МельниковА. В.melnikov_07@yahoo.comEliseevL. G.ЕлисеевЛ. Г.melnikov_07@yahoo.comKharchevN. K.ХарчевН. К.melnikov_07@yahoo.comLysenkoS. E.ЛысенкоС. Е.melnikov_07@yahoo.comNational Research Centre “Kurchatov Institute”НИЦ Курчатовский институтMoscow Institute of Physics and Technology (National Research University)Московский физико-технический институт (НИУ)University of Wisconsin-MadisonNational Research Nuclear University “Moscow Engineering Physics Institute”НИЯУ Московский инженерно-физический институтProkhorov General Physics Institute, Russian Academy of SciencesИнститут общей физики им. А.М. Прохорова РАН01102023491094795226022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/668430

Heavy ion beam probe (HIBP) is a unique plasma diagnostics that makes it possible to measure the electric potential φ of high-temperature plasma and its fluctuations y, as well as the density ne and poloidal magnetic field Bpol fluctuations. Position of the point of performing measurements in the plasma vertical cross-section depends on the beam energy and angle of its entrance into the plasma. The variation of these two parameters makes it possible to construct a two-dimensional (2D) detector grid, which covers the domain of possible measurements. The measurement results obtained in the detector grid points provide for constructing 2D distributions of plasma parameters. For the OH and ECRH stages of the T-10 tokamak shots, 2D distributions of the plasma electric potential are presented for the regime with the on-axis magnetic field of Bt = 2.2 T, plasma current of Ipl = 230 kA, line-average density of ne ≈ 1.1 × 1019 m–3 and off-axis ECRH power of PECRH = 1.7 MW.

Зондирование плазмы пучком тяжелых ионов (ЗПТИ) – уникальная диагностика, позволяющая измерять электрический потенциал высокотемпературной плазмы φ и его колебания \(\tilde {\varphi }\), а также колебания плотности \({{\tilde {n}}_{e}}\) и полоидального магнитного поля \({{\tilde {B}}_{{pol}}}\) плазмы. Положение точки измерения в вертикальном сечении плазмы зависит от энергии пучка и угла его влета в плазму. Вариация этих двух параметров позволяет построить двумерную детекторную сетку – область возможных измерений. Результат измерений по детекторной сетке представляет собой двумерное распределение параметра плазмы. В работе приведены двумерные распределения электрического потенциала плазмы в омической и ЭЦР-стадиях разряда токамака Т-10 для режима с магнитным полем на оси Bt = 2.2 Тл, током плазмы Ipl = 230 кА, среднехордовой плотностью \({{\bar {n}}_{e}}\)≈ 1.1 × 1019 м–3 и нецентральным ЭЦР‑нагревом мощностью PECRH = 1.7 МВт.

the T-10 tokamakheavy ion beam probe2D distributions of plasma parameterselectric potentialradial electric fieldтокамак Т-10зондирование плазмы пучком тяжелых ионовдвумерное распределение параметров плазмыэлектрический потенциалрадиальное электрическое полеJobes F.C., Hickok R.L. // Nucl. Fusion. 1970. V. 10. P. 195. https://doi.org/10.1088/0029-5515/10/2/015Jobes F.C., Marshall J.F., Hickok R.L. // Phys. Rev. Lett. 1969. V. 22. P. 1042. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.22.1042Melnikov A.V., Eliseev L.G., Drabinskij M.A., Khaba-nov P.O., Kharchev N.K., Lysenko S.E., Zenin V.N., Krupnik L.I., Chmyga A.A., Deshko G.N., Khrebtov S.M., Komarov A.D., Kozachek A.S., Zhezhera A.I., Barca-la J.M., Bravo A., Hidalgo C., Lopez J., Martin G., Molinero A., De Pablos J.L., Soleto A., Ufimtsev M.V. // N-ucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 072004. https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa5382Melnikov A.V., Drabinskiy M.A., Eliseev L.G., Khaba-nov P.O., Kharchev N.K., Krupnik L.I., De Pablos J.L., Kozachek A.S., Lysenko S.E., Molinero A., Igonki-na G.B., Sokolov M.M. // Fusion Eng. Des. 2019. V. 146. P. 850. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.01.096Shimizu A., Ido T., Kurachi M., Makino R., Nishiura M., Kato S., Nishizawa A., Hamada Y. // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 85. P. 1. https://doi.org/10.1063/1.4891975Sharma R., Khabanov P.O., Melnikov A.V., Hidalgo C., Cappa A., Chmyga A., Eliseev L. G., Estrada T., Khar-chev N. K., Kozachek A.S., Krupnik L.I., Malaquias A., van Milligen B., Molinero A., de Pablos J.L., Pastor I., Zenin V.N. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 062502. https://doi.org/10.1063/1.5142996Melnikov A.V., Eliseev L.G., Barcala J.M., Cappa A., Chmyga A., Drabinskij M.A., Hidalgo C., Khabanov P.O., Kharchev N.K., Kozachek A.S. et al. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2022. V. 64. P. 054009. https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac5b4cAmmosov Y.M., Khabanov F.O., Drabinskiy M.A., Melnikov A.V., Eliseev L.G., Kharchev N.K., Lysenko S.E. // MTPDA 2022. Moscow: NRNU MEPhI, 2022. P. 6.Drabinskiy M.A., Melnikov A.V., Khabanov P.O., Elise-ev L.G., Kharchev N.K., Ilin A.M., Sarancha G.A., Vadimov N.A. // J. Instrum. 2019. V. 14. P. C11027. https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/11/C11027Khabanov P.O., Melnikov A.V., Minaev V.B., Koma-rov A.D. // Problems Atomic Sci. Technol. Ser. Plasma Phys. 2020. V. 130. P. 195. https://doi.org/10.46813/2020-130-195Bagdasarov A.A., Buzankin V.V., Vasin N.L., Gorbu-nov E.P., Denisov V.F., Kuleshov E.M., Savchenko V.N., Khilil’ V.V., Shcherbov V.A. // Diagnostika plazmy (Plasma diagnostics). Moscow: Energoatomizdat, 1981. V. 4. P. 141.Esipchuk Y.V., Kirneva N.A., Borschegovskij A.A., Chistyakov V.V., Denisov V.Ph., Dremin M.M., Gorbu-nov E.P., Grashin S.A., Kalupin D.V., Khimchenko L.N. et al. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2003. V. 45. P. 793. https://doi.org/10.1088/0741-3335/45/5/320Grashin S.A., Arkhipov I.I., Budaev V.P., Karpov A.V., Klyuchnikov L.A., Khimchenko L.N., Melnikov A.V., Sarychev D.V., Sergeev N.S., Zemtsov I.A. // Fusion Eng. Des., 2019. V. 146B. P. 2100. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.03.115Andreev V.F., Borschegovskij A.A., Chistyakov V.V., Dnestrovskij Yu.N., Gorbunov E.P., Kasyanova N.V., Lysenko S.E., Melnikov A.V., Myalton T.B., Roy I.N., Sergeev D.S., Zenin V.N. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2016. V. 58. P. 055008. https://doi.org/10.1088/0741-3335/58/5/055008Гридина Т.В., Валенсиа О., Питерский В.В., Плоскирев Е.Г., Плоскирев Г.Н., Позняк В.И. // ICPAF 2011. Zvenigorod, 2011. URL: http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/XXXVIII/Mu/ru/BX-Gridina.doc.Melnikov A.V., Eliseev L.G., Perfilov S.V., Andreev V.F., Grashin S.A., Dyabilin K.S., Chudnovskiy A.N., Isaev M.Yu., Lysenko S.E., Mavrin V.A. et al. // Nucl. Fusion. 2013. V. 53. P. 093019. https://doi.org/10.1088/0029-5515/53/9/093019Melnikov A.V., Eliseev L.G., Drabinskij M.A., Grashin S.A., Khabanov P.O., Kharchev N.K., Lysenko S.E., Zenin V.N., T-10 Team // 27th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2018) – IAEA CN-258. 2018. EX/P5-10. URL: https://nucleus.iaea.org/sites/fusionportal/Shared%20Documents/FEC%202018/fec2018-preprints/preprint0058.pdf.Melnikov A.V., Eliseev L.G., Grashin S.A., Drabinskiy M.A., Khabanov P.O., Kharchev N.K., Krupin V.A., Lysen-ko S.E., Nemets A.R., Nurgaliev M.R., Ryzhakov D.A., Shurygin R.V., Soloviev N.A., Vershkov V.A. and T‑10 Team // 28th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2020). 2021. EX/6-5. URL: https://nucleus.iaea.org/sites/fusionportal/Shared%20Documents/FEC%202020/fec2020-preprints/preprint0661.pdf.Драбинский М.А., Елисеев Л.Г., Хабанов Ф.О., Мельников А.В., Зенин В.Н., Харчев Н.К., Грашин С.А. // ICPAF 2018. Zvenigorod, 2018. P. 107.Drabinskiy M.A., Khabanov P.O., Melnikov A.V., Elise-ev L.G., Kharchev N. // ICPAF-2021. Zvenigorod, 2021.Ammosov Y.M., Khabanov P.O., Drabinskiy M.A., Melnikov A.V., Eliseev L.G., Kharchev N.K., Lysenko S.E. // Phys. Atomic Nucl. 2022. V. 85. P. 2071. https://doi.org/10.1134/s1063778822100040Drabinskiy M.A., Eliseev L.G., Khabanov P.O., Melni-kov A.V., Kharchev N.K., Sergeev N.S., Grashin S.A. // J. Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1383. P. 012004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1383/1/012004Drabinskiy M.A., Melnikov A.V., Eliseev L.G., Khabanov P.O., Kharchev N.K., Lysenko S.E. // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2055. P. 012001. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2055/1/012001Melnikov A.V., Krupnik L.I., Ascasibar E., Cappa A., Chmyga A.A., Deshko G.N., Drabinskij M.A., Eliseev L.G., Hidalgo C., Khabanov P.O. et al. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2018. V. 60. P. 084008. https://doi.org/10.1088/1361-6587/aac97f