Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences66888610.31857/S0367292123601261CZOASLTOKAMAKSТОКАМАКИUnknownNeutral Injection Complex for Globus-M2 Spherical TokamakКОМПЛЕКС НЕЙТРАЛЬНОЙ ИНЖЕКЦИИ СФЕРИЧЕСКОГО ТОКАМАКА ГЛОБУС-М2ShchegolevP. B.ЩеголевП. Б.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruMinaevV. B.МинаевВ. Б.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruTel’novaA. Yu.ТельноваА. Ю.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruVarfolomeevV. I.ВарфоломеевВ. И.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruGusevV. K.ГусевВ. К.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruEsipovL. A.ЕсиповЛ. А.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruZhil’tsovN. S.ЖильцовН. С.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruKolmogorovV. V.КолмогоровВ. В.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruKondakovA. A.КондаковА. А.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruKurskievG. S.КурскиевГ. С.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruMiroshnikovI. V.МирошниковИ. В.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruPanasenkovA. A.ПанасенковА. А.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruSorokinA. V.СорокинА. В.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruShikhovtsevI. A.ШиховцевИ. А.peter_shchegolev@mail.ioffe.ruIoffe Institute, Russian Academy of SciencesФизико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАНBudker Institute of Nuclear Physics, Siberian Branch Russian Academy of SciencesИнститут ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАНNational Research Center “Kurchatov Institute”Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”,0112202349121293130727022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/668886

The injection complex that heats plasma of Globus-M2 spherical tokamak consists of two injectorswhich supply high-energy beams of hydrogen (deuterium) atoms into the device’s plasma. Injectors areautonomous and allow for preparing and setting up the device and measuring the parameters of the atomicbeam independently of the other injector and of the tokamak. The authors provide detailed analysis of eachinjector’s configuration, substantiate their selection of the experiment layout for introducing beams into thetokamak plasma, set forth characteristics of both injectors’ atomic beams injected into the tokamak plasma,and discuss the results of experiments on additional heating of Globus-M2 tokamak plasma obtained byinjecting two atomic beams.

Комплекс инжекционного нагрева плазмы сферического токамака Глобус-М2 состоит из двух инжекторов, обеспечивающих подачу высокоэнергичных пучков атомов водорода (дейтерия) в плазму установки. Инжекторы являются автономными устройствами, позволяющими независимо друг от друга и от токамака производить подготовку к работе, вывод на рабочий режим и измерения параметров атомного пучка. Детально разбирается устройство каждого инжектора, обосновывается выбор схемы эксперимента по вводу пучков в плазму токамака, приводятся характеристики инжектируемых в плазму токамака пучков атомов обоих инжекторов, а также рассматриваются результаты экспериментов по дополнительному нагреву плазмы токамака Глобус-М2 посредством инжекции двух пучков атомов.

atomic injectorion sourcehigh-energy atomic beamion-optical systemneutral beam injectionинжектор атомовионный источникпучок высокоэнергичных атомовионно-оптическая системанейтральная инжекцияMinaev V.B., Gusev V.K., Sakharov N.V., Varfolomeev V.I., Bakharev N.N., Belyakov V.A., Bondarchuk E.N., Brunkov P.N., Chernyshev F.V., Davydenko V.I., Dyachen-ko V.V., Kavin A.A., Khitrov S.A., Khromov N.A., Kise-lev E.O., Konovalov A.N., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Labusov A.N., Melnik A.D., Mineev A.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Rozhan-sky V.A., Saveliev A.N., Senichenkov I.Yu., Shchego-lev P.B., Shcherbinin O.N., Shikhovtsev I.V., Sladkomedova A.D., Solokha V.V., Tanchuk V.N., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Zhilin E.G. // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 066047. https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa69e0Gusev V.K., Golant V.E., Gusakov E.Z., D’yachenko V.V., Irzak M.A., Minaev V.B., Mukhin E.E., Novokha-tskii A.N., Podushnikova K.A., Razdobarin G.T., Sakha-rov N.V., Tregubova E.N., Uzlov V.S., Shcherbinin O.N., Belyakov V.A., Kavin A.A., Kostsov Yu.A., Kuz’min E.G., Soikin V.F., Kuznetsov E.A., Yagnov V.A. // Tech. Phys. 1999. V. 44. № 9. P. 1054. https://doi.org/1 10.1134/1.1259469Gusev V.K., Dech A.V., Esipov L.A., Minaev V.B., Barsu-kov A.G., Igon’kina G.B., Kuznetsov V.V., Panasenkov A.A., Sokolov M.M., Tilinin G.N., Lupin A.V., Markov V.K. // Tech. Phys. 2007. V. 52. № 9. P. 1127. https://doi.org/10.1134/S1063784207090058Heidbrink W.W., Sadler G.J. // Nucl. Fusion. 1994. V. 34. № 4. P. 535. https://doi.org/10.1088/0029-5515/34/4/I07Kurskiev G.S., Miroshnikov I.V., Sakharov N.V., Gu-sev V.K., Petrov Yu.V., Minaev V.B., Balachenkov I.M., Bakharev N.N., Chernyshev F.V., Goryainov V.Yu., Ka-vin A.A., Khromov N.A., Kiselev E.O., Krikunov S.V., Lobanov K.M., Melnik A.D., Novokhatskii A.N., Filippov S.V., Zhiltsov N.S., Mineev A.E., Mukhin E.E., Patrov M.I., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Solokha V.V., Shulyatiev K.D., Shchegolev P.B., Skrekel O.M., Telno-va A.Yu., Tkachenko E.E., Tukhmeneva E.A., Toka-rev V.A., Tolstyakov S.Yu., Varfolomeev V.I., Voronin A.V., Yashin A.Yu., Solovey V.A., Zhilin E.G. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. № 10. P. 104002. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac881dPetty C.C., Wade M.R., Kinsey J.E., Groebner R.J., Luce T.C., Staebler G.M. // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. № 18. P. 3661Fasoli A., Gormenzano C., Berk H.L., Breizman B., Briguglio S., Darrow D.S., Gorelenkov N., Heidbrink W.W., Jaun A., Konovalov S.V., Nazikian R., Noterdaeme J.M., Sharapov S., Shinohara K., Testa D., Tobita K., Todo Y., Vlad G., Zonca F. // Nucl. Fusion. 2007. V. 47. № 6. P. S264. https://doi.org/10.1088/0029-5515/47/6/S05Schlossberg D.J., McKee G.R., Fonck R.J., Burrell K.H., Gohil P., Groebner R.J., Shafer M.W., Solomon W.M., Wang G. // Phys. Plasmas. 2009. V. 16. № 8. P. 080701. https://doi.org/10.1063/1.3192766Shchegolev P.B., Minaev V.B., Telnova A.Yu., Bakha-rev N.N., Goncharov P.R., Gusev V.K., Kurskiev G.S., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Sakha-rov N.V., Shikhovtsev I.V., Tolstyakov S.Yu. // J. Phys. Conf. Ser. 2017. V. 907. № 1. https://doi.org/10.1088/1742-6596/907/1/012013Sorokin A., Belov V., Davydenko V., Deichuli P., Iva-nov A., Podyminogin A., Shikhovtsev I., Shulzhenko G., Stupishin N., Tiunovet M. // Rev. Sci. Instrum. 2010. V. 81. № 2. P. 02B108. https://doi.org/10.1063/1.3266141Семашко Н.Н., Владимиров А.Н., Кузнецов В.В., Кулыгин В.М., Панасенков А.А. Инжекторы быстрых атомов водорода. М.: Энергоиздат, 1981.Bakharev N.N., Balachenkov I.M., Chernyshev F.V., Chugunov I.N., Dyachenko V.V., Gusev V.K., Iliasova M.V., Khilkevitch E.M., Khromov N.A., Kiselev E.O., Kono-valov A.N., Kurskiev G.S., Minaev V.B., Melnik A.D., Miroshnikov I.V., Novokhatsky A.N., Patrov M.I., Pet-rov Y.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Shevelev A.E., Skrekel O.M., Telnova A.Y., Tokarev V.A., Tolstya-kov S.Y., Tukhmeneva E.A., Varfolomeev V.I., Voro-nin A.V. // Plasma Phys. Reports. 2020. V. 46. № 7. P. 675–682. https://doi.org/10.1134/S1063780X20070016Boers J.E. // Proc. IEEE Particle Accelerator Conference, New York: American Physical Society. 1995. P. 2312Telnova A.Y., Minaev V.B., Shchegolev P.B., Razumen-ko D.V., Kurskiev G.S., Lupin A.V. // Tech. Phys. 2017. V. 62. № 7. P. 1112–1118. https://doi.org/10.1134/S1063784217070246Telnova A.Yu., Minaev V.B., Panasenkov A.A., Shchegolev P.B. // Tech. Phys. 2022. V. 92. № 4. P. 449. https://doi.org/10.21883/TP.2022.04.53600.292-21Bakharev N.N., Chernyshev F.V., Goncharov P.R., Gu-sev V.K., Iblyaminova A.D., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Minaev V.B., Mironov M.I., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Tolstya-kov S.Y., Zadvitskiy G.V. // Nucl. Fusion. IOP Publishing, 2015. V. 55. № 4. P. 43023. https://doi.org/10.1088/0029-5515/55/4/043023Telnova A.Yu., Minaev V.B., Shchegolev P.B., Bakha-rev N.N., Shikhovtsev I.V., Varfolomeev V.I. // J. Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1400. № 7. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1400/7/077015Щеголев П.Б., Минаев В.Б., Мирошников // НТВ СПбГПУ. 2012. Т. 4. № 158. С. 79–84Петров Ю.В. в этом выпускеBakharev N.N., Balachenkov I.M., Chernyshev F.V., Gusev V.K., Kiselev E.O., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Minaev V.B., Mironov M.I., Nesenevich V.G., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Skrekel O.M., Telno-va A.Yu., Tukhmeneva E.A., Varfolomeev V.I. // Plasma Phys. Control Fusion. 2021. V. 63. № 12. P. 125036. https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac3497Kurskiev G.S., Zhiltsov N.S., Koval A.N., Kornev A.F.,  Makarov A.M., Mukhin E.E., Petrov Yu.V., Sakha-rov N.V., Solovey V.A., Tkachenko E.E., Tolstyakov S.Yu., Chernakov P.V. // Tech. Phys. Letters. 2022. V. 48. № 15. P. 78–82. https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.24.51799.19019