SU1618265A1 - Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap - Google Patents

Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap Download PDF

Info

Publication number
SU1618265A1
SU1618265A1 SU894716112A SU4716112A SU1618265A1 SU 1618265 A1 SU1618265 A1 SU 1618265A1 SU 894716112 A SU894716112 A SU 894716112A SU 4716112 A SU4716112 A SU 4716112A SU 1618265 A1 SU1618265 A1 SU 1618265A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
slow
plasma
waves
magnetic field
length
Prior art date
Application number
SU894716112A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Лонгинов
В.А. Лукинов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8851
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8851 filed Critical Предприятие П/Я В-8851
Priority to SU894716112A priority Critical patent/SU1618265A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1618265A1 publication Critical patent/SU1618265A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Изобретение предназначенное дл  возбуждени  медленных кинетических волн в плазме, создаваемой в магнитных ловушках, бегущих, преимущественно , в одном направлении вдоль магнитного пол о Цель изобретени  - упрощение устройства при его использовании дл  возбуждени  медленных кинетических волн, бегущих преимуще- ственно в одном направлении магнитного пол . Устройство состоит из двух электропровод щих экранов 1 и 2, расположенных параллельно границе плазмы и магнитному полю и подключенных к генератору 3 ВЧ-энергии Длина экрана 1 не меньше длины затухани  поверхностной медленной электромагнитной волны0 Во втором экране выполнена щель, к которой подключен пассивный резонансный элемент 4, собственна  частота которого близка к частоте возбуждаемых медленных волн Рассто ние между пассивной щелью и щелью, к которой подключен ВЧ-гене- ратор,близко к четверти длины поверхностной медленной электромагнитной волны, В промежутке между экранами и границей плазмы с помощью ВЧ-гене- ратора 3 возбуждаютс  поверхностные медленные электромагнитные волны, бегущие вдоль магнитного пол  в обе стороны от щелис Волна, бегуща  в сторону пассивной щели, переносит меньший поток ВЧ-энергии, чем полна бегуща  в противоположную сторону. Вследствие этого, в плазме возбуждаютс  медленные кинетические волны, бегущие, преимущественно, в одном направлении вдоль магнитного пол . 1 ил. . (Л с о So ьэ о СПThe invention is intended to excite slow kinetic waves in a plasma created in magnetic traps, traveling mainly in one direction along the magnetic field. The purpose of the invention is to simplify the device when used to excite slow kinetic waves traveling mostly in one magnetic field direction. The device consists of two electrically conductive screens 1 and 2 located parallel to the plasma boundary and magnetic field and connected to the RF energy generator 3 Screen length 1 is not less than the attenuation length of the surface slow electromagnetic wave0 In the second screen there is a slot to which the passive resonant element 4 is connected whose natural frequency is close to the frequency of the excited slow waves. The distance between the passive gap and the gap to which the high-frequency generator is connected is close to a quarter of the length of the surface slow wave. of an electromagnetic wave. In the gap between the screens and the plasma boundary, using RF generator 3, surface slow electromagnetic waves are excited, traveling along the magnetic field to both sides of the crack. The wave traveling towards the passive slit transfers a smaller RF energy flow than is full running in the opposite direction. As a result, slow kinetic waves are excited in the plasma, traveling mostly in one direction along the magnetic field. 1 il. . (Ls about soe about joint venture

Description

Изобретенив относитс  к антенным устройствам дл  возбуждени  электромагнитных волн в плазме и может быть использовано дл  СВЧ нагрева плазмы, поддержани  стационарного тока в . замкнутых магнитных ловушках в томThe invention relates to antenna devices for exciting electromagnetic waves in a plasma and can be used for microwave plasma heating, maintaining a steady-state current. closed magnetic traps in

. числе в термо дерном реакторе, а так- . же дл  диагностических целей, например дл  приема излучени  из плазмы. Целью изобретени   вл етс  упро- щенке конструкции антенного устройства при использовании его дл  возбуждени  медленных кинетических волн, бе- .гущих, преимущественно, в одном на- правлении вдоль магнитного пол . number in a thermo-nuclear reactor, as well. for diagnostic purposes, for example, to receive radiation from a plasma. The aim of the invention is to simplify the design of the antenna device when it is used to excite slow kinetic waves, which lead mainly in one direction along the magnetic field.

В антенном устройстве, содержащем два . расположенных параллельно границе плазмы и разделенных поперечной по отношению к направлению магнитно- го пол  щелью электропровод щих экрана , к кромкам которых подключен ВЧ- генератор, цель достигаетс  тем, что один из экранов имеет длину 1, удовлетвор ющую условию 1.1 , где 1 - длина затухани  поверхностной медленной электромагнитной волны (МВ(Э)), а в другом экране выполнена втора  щель, к которой подключен пассивный резонансный элемент, собственна  частота которого близка к частоте возбуждаемых медленных волн, причем рассто ние между щел ми близко к четверти длины поверхностной медленной электромагнитной волны0In the antenna device containing two. located parallel to the plasma boundary and separated by a slot of an electrically conducting screen transverse to the direction of the magnetic field, to the edges of which an RF generator is connected, the goal is achieved by the fact that one of the screens has a length of 1 that satisfies condition 1.1, where 1 is the attenuation length surface slow electromagnetic wave (MV (E)), and in the other screen there is a second slit, to which a passive resonant element is connected, the intrinsic frequency of which is close to the frequency of the excited slow waves, and the distance between slots close to the quarter length of the surface electromagnetic slow volny0

На чертеже представлена схема предлагаемого антенного устройства, The drawing shows the scheme of the proposed antenna device,

Антенное устройство состоит из двух электропровод щих экранов 1 и 2s расположенных параллельно границе плазмы и магнитному полю В и разделенных узкой щелью К кромкам эк- ранов у щелк подключен ВЧтенератор З Экраны расположены на рассто нии d от границы плазмы В экране 2 на рас- сто нии 5 от возбуждающей щели, равном четверти длины поверхностной МВ(э) выполнена втора  щель, к которой подключен пассивный резонансный элемент, А, собственна  частота которого совпадает с частотой возбуждаемых медленных волноAntenna device consists of two electrically conductive screens 1 and 2s parallel to the plasma boundary and magnetic field B and separated by a narrow slit. A high-frequency generator is connected to the edges of the screens at the click of the screen. The screens are located at a distance d from the plasma boundary. B screen 2 is at a distance 5 from the exciting slit equal to a quarter of the length of the surface MW (e) the second slit is made, to which the passive resonant element is connected, A, whose own frequency coincides with the frequency of the slow waves

Длину экрана 1 1 и величину рассто ни  между.щел ми о определ ют, рассчитыва  длину затухани  I1 и длину волны поверхностной МБ(Э), исход  из величины вакуумного промежутка d и параметров приграничной плазмы 5 Дл  этого необходимо решить известное дисперсионное уравнение дл  поверхностной МВ(Э)гThe screen length 1 1 and the distance between the slits o are determined by calculating the attenuation length I1 and the wavelength of the surface MB (E), based on the size of the vacuum gap d and the parameters of the boundary plasma 5. To do this, solve the known dispersion equation for the surface MV (E) g

Ni(NNi (N

(N(N

,м --и,+е,н1,А2 -Ч, m - i, + e, n1, A2 - ch

-N,,). th-N ,,). th

И  AND

Ых5- -Г - d) О,Ых5- -Г - d) О,

где Ј-S e,x2), 1г - -yg-ч.where S-S e, x2), 1g - -yg-h.

Здесь f, s Ј, компоненты диэлектрического тензора плазмы, а- йЈ - теплова  добавка к диэлектрическому тензору плазмыHere f, s Ј, components of the plasma dielectric tensor, a – ЈЈ are the heat additive to the plasma dielectric tensor

Это уравнение имеет комплексное решение х, причем длина волны поверхностной МВ(Э) определ етс  черезThis equation has a complex solution x, and the wavelength of the surface MV (E) is determined by

R е х Ј N ,, , 2R e x Ј N ,, 2

))

CONMCONM

- скорость света в вакууме, а затухани  l через- speed of light in vacuum, and attenuation l through

«О "ABOUT

))

ю 5 0 u 5 0

5five

0 5 00 5 0

5 five

00

5five

где G3 - частота КВ(Э).where G3 is the HF (E) frequency.

Антенное устройство на примере возбуждени - медленных кинетических волн (MB(К)) работает следующим образом Antenna device on the example of excitation - slow kinetic waves (MB (K)) works as follows

С помощью ВЧ-генератора 3, подключенного к кромкам электропровод щих экранов 1 и 2, в промежутке между границей плазмы и экранами возбуждаютс  поверхностные МВ(Э),бегущие вдоль магнитного пол  в обе стороны от щели По мере распространени , поверхностные MB(Э) затухают за счет излучени  медленной кинетической волны МБ(К), распростран ющейс  вглубь плазмыUsing an RF generator 3 connected to the edges of the electrically conductive screens 1 and 2, surface MV (E) is excited in the gap between the plasma boundary and the screens, running along the magnetic field to both sides of the slit. As the propagation progresses, the surface MB (E) attenuate due to radiation of a slow kinetic wave MB (K) propagating deep into the plasma

Поскольку длина экрана 1 1 , .где 1 - длина затухани  поверхностной МВ(Э), то поверхностна  волна практически полностью затухнет по мере распространени  вдоль магнитного пол  к концу экрана за счет передачи энергии МВ(К), возбуждающейс  в плазме Поэтому амплитуда отраженной от конца экрана волны будет незначительной Таким образом, влево от возбуждающей щели вдоль магнитного пол  будет распростран тьс  б.егуща  №(9) возбуждающа  в плазме МВ(К)0Since the screen length is 1 1, where 1 is the attenuation length of the surface MV (E), the surface wave will almost completely attenuate as it propagates along the magnetic field to the end of the screen due to the transfer of energy MV (K) excited in the plasma. Therefore, the amplitude reflected from The wave screen will be insignificant. Thus, to the left of the exciting slot along the magnetic field, the plasma wave exciting plasma wavelet (9) MV (K) 0 will propagate.

Поверхностна  МВ(3), распростран юща с  вдоль экрана 2, будет практически , полностью отражатьс  от пассивной щели и в области между щел ми будет существовать сто ча  МВ(Э)в Амплитуда прошедшей волны, распростран ющейс  вправо от пассивной щели, будет незначительнойоThe MV (3) surface propagating along screen 2 will almost completely reflect from the passive gap and there will be a hundred MV (E) in the region between the slits. The amplitude of the transmitted wave propagating to the right from the passive gap will be insignificant.

В качестве конкретного примера выполнени  устройства была рассмотрена антенна дл  возбуждени  MB(К), бегущих преимущественно в одном направлении вдоль магнитного пол  в установке типа токамак со следующими параметрами , приграничной плазмы: НсAs a specific example of the device, an antenna was considered to excite MB (K), running predominantly in one direction along a magnetic field in a tokamak-type installation with the following parameters of a near-boundary plasma: Hc

- 4 -ю см-Л т; эв, w i- 4th cm-lt; ev, w i

-(,95, В0 - AT, R0- 5 м, рабочий газ - дейтерий, где Не - плотность плазмы, Т; и Тв - температуры ионов и электронов, оЗ - кругова  частота генератора, Qt ион но-циклотронна  частота, Вп - величина посто нного магнитного пол ,-. R - большой радиус токамака.- (, 95, B0 - AT, R0- 5 m, the working gas is deuterium, where He is the plasma density, T; and Tv are the temperatures of ions and electrons, oZ is the circular frequency of the generator, Qt is the ion-cyclotron frequency, Bn the magnitude of the constant magnetic field, -. R is the large radius of the tokamak.

В этом случае дл  d 0,5 см длина затухани  1( 0,73 м, 1,72 м и таким образом длина экрана 1 1 3 1 2,2 м, а рассто ние между цел ми S т 0,43 MO Расчеты показали, что в этих услови х амплитуда бегущих МВ(К) вдоль зкрана} в котором выполнена пассивна  щель, примерно в 2,4 раза меньше, чем амплитуда пакета MB(К), бегущих в противоположном напр авлении0In this case, for d 0.5 cm, the attenuation length is 1 (0.73 m, 1.72 m and thus the screen length is 1 1 3 1 2.2 m, and the distance between targets S t 0.43 MO that under these conditions the amplitude of the traveling MV (K) along the screen} in which the passive gap is made is approximately 2.4 times smaller than the amplitude of the MB (K) packet running in the opposite direction

Преимущества антенного устройства заключаютс  в том, что при возбуждении в плазме MB(К) отпадает необходимость использовани  большого количества фидерных вводов в вакуумную камеру магнитной ловушки, а также дополнительных устройств дл  их фазировки. Антенное устройство позвол ет осуществить возбуждение в плазме медленных кинетических волн (ионных волн Берн- штейна) , бегущих в одном направлении вдоль магнитного пол , что позвол ет использовать такие устройства дл The advantages of the antenna device are that, when excited in plasma MB (K), there is no need to use a large number of feeder inputs into the vacuum chamber of the magnetic trap, as well as additional devices for phasing them. An antenna device allows excitation in plasma of slow kinetic waves (Bernstein ion waves) traveling in one direction along a magnetic field, which allows such devices to be used for

1618265616182656

Claims (1)

поддержани  стационарного-тока в то- камаках и стеллараторах Формула изобрет ени maintaining stationary current in tokamak and stellarator Formula of the invention Антенное устройство дл  возбуждени  медленных волн в плазме, наход - щейс  в магнитной ловушке, содержащее два расположенных параллельно границе Antenna device for exciting slow waves in a plasma trapped in a magnetic trap, containing two .плазмы магнитной ловушки и разделенных поперечной по отношению к направлению магнитного пол  щелью зпектропровод щих экрана, к кромкам которых подключен высокочастоткын генератор мощности, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства при его использовании дл  возбуждени  медленных кинетических волн, бегущих преимущественно в одном направлении вдоль магнитного пол , один из экранов имеет длину 1, удовлетвор ющую условию J/ l , где l - длина затухани  поверхностной медленной электромагнит .Plasma of a magnetic trap and a transverse screen split transverse to the direction of the magnetic field, to the edges of which a high-frequency power generator is connected, characterized in that, in order to simplify the device when it is used to excite slow kinetic waves traveling mainly in one direction along magnetic field, one of the screens has a length of 1, satisfying the condition J / l, where l is the attenuation length of the surface slow electromagnet. ной волны, а в другом экране выполнена втора  щель, к которой подключен пассивный резонансный .элемент, собственна  частота которого равна частоте возбуждаемых медленных волн,wave, and in the other screen there is a second slit, to which a passive resonant element is connected, whose natural frequency is equal to the frequency of excited slow waves, причем рассто ние между щел ми равно четверти длины поверхностной медленной электромагнитной волныthe distance between the slits is equal to a quarter of the length of the surface slow electromagnetic wave
SU894716112A 1989-07-11 1989-07-11 Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap SU1618265A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894716112A SU1618265A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894716112A SU1618265A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1618265A1 true SU1618265A1 (en) 1991-09-30

Family

ID=21459474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894716112A SU1618265A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1618265A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Голант В.Ев Высокочастотные мё годы нагрева плазмы в тороидальных термо дерных установках,, - М„, Энергоатомиздат, 19860 Longinov A0V. in Contr0 Fusion ,and Plasma Heating (Proc 15 - Europ. Conf0 Dubrovnik, 1988), , Europ, Physо Society (1988), 742Q *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hirshfield et al. The electron cyclotron maser-an historical survey
Laqua et al. Resonant and nonresonant electron cyclotron heating at densities above the plasma cutoff by OXB mode conversion at the W7-AS stellarator
Kehs et al. A high-power backward-wave oscillator driven by a relativistic electron beam
US3221205A (en) Traveling-wave tube with trap means for preventing oscillation at unwanted frequencies
US2880355A (en) Backward flow travelling wave oscillators
US4110595A (en) High-frequency plasma-heating apparatus
US2476034A (en) Conformal grating resonant cavity
KR960012182A (en) Microwave Plasma Generator
US3425902A (en) Device for the production and confinement of ionized gases
SU1618265A1 (en) Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap
Abubakirov et al. Relativistic backward wave oscillator using a selective mode converter
SU1612967A1 (en) Antenna device for excitation of slow waves in plasma contained in magnetic trap
Uesugi et al. Coupling of fast waves launched into the JFT-2M tokamak by a phased four-loop antenna array
SU1157971A1 (en) Method of high-frequency heating of plasma
SU841567A1 (en) Apparatus for exciting "slow" waves in plasma
KR100284499B1 (en) Intercepting Apparatus for electromagnetic wave of electronic range
RU2815625C1 (en) Cyclotron protective device resonator
SU1621186A1 (en) Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap
Yamamoto et al. Parametric heating by radio-frequency near the lower hybrid frequency in the JFT-2 tokamak
Elfrgani Relativistic backward wave oscillator with a Gaussian radiation pattern and related technologies
SU1216837A1 (en) Accelerating structure of resonant charged-particle accelerator
Ragona ICRF Traveling Wave launcher for fusion devices
Clark et al. High power fundamental and harmonic resonant ion cyclotron heating in a mirror machine
Altgilbers et al. Plasma antennas-Theoretical and experimental considerations
Takahashi et al. Meander‐line slow‐wave antenna for launching lower hybrid waves in a plasma