GLAST(토카막)

GLAST (tokamak)

GLAss 구면 토카막(GLAST)은 파키스탄 이슬라마바드에 위치한 일련의 작은 구면 토카막(즉, 자기 제한 핵융합로)에 붙여진 이름이다.파키스탄 원자력위원회(PAEC)가 2008년[1] National Tokamak Fusion Program(NTFP)의 일환으로 개발했으며 주로 교육 및 훈련 목적으로 사용된다.

GLAST-I 및 GLAST-II

GLAST-I 및 GLAST-II
디바이스 타입구면토카막
위치파키스탄 이슬라마바드
제휴파키스탄 원자력 위원회
기술사양
장반경15 cm (5.9 인치)
마이너 반지름9cm(3.5인치)
자기장0.1~0.4 T(1,000~4000 G)
난방 전력300 ~ 400 eV
퇴원기간1.0 밀리초(신속)
플라즈마 전류5kA
역사
에 의해 성공자글래스트 III

처음 개발된 두 개의 토카막은 GLAST-I와 GLAST-II로 명명되었다.두 장치 모두 작동 원리가 비슷하며 파이렉스 유리로 만든 절연 진공 용기로 구성됩니다.단, GLAST-I의 중앙관은 강철, GLAST-II의 중앙관은 [2]유리로 되어 있습니다.

GLAST-II에서는 토카막 [3]방전 시작 단계에서 현재 발생을 담당하는 메커니즘을 식별하기 위해 연구가 수행되었다.

진단

Langmuir 트리플 프로브,[4][5] 발광 프로브[6] 및 광학 발광 분광 시스템을 포함한 플라즈마 진단은 전자 온도, 전자수 밀도, 부유 전위 및 방전 중의 불순물 함량과 같은 기본 플라즈마 매개변수를 측정하기 위해 개발되었습니다.트리플 프로브는 순간 플라즈마 [6]특성을 기록할 수 있습니다.그런 다음 플라즈마 가열 및 [3]성형 기능을 제공하는 작은 수직 자기장을 적용하여 플라즈마 전류를 최대 5kA까지 향상시킵니다.프로브 측정을 통해 ECH(전자 사이클로트론 가열) 지원 사전 이온화 및 후속 전류 형성 단계의 진화를 잘 예측할 수 있습니다.프로브 데이터는 마이크로파 흡수 및 후속 발광과 관련이 있는 것으로 보인다.현재의 형성 단계의 극심한 변동은 효율적인 균형과 피드백 제어 시스템을 지지한다.또한 몇 번의 샷 후에도 방출 스펙트럼에 강한 불순물 질소선이 출현하는 것은 기저 진공 레벨의 개선이 매우 필요하다는 것을 시사한다.수소충전압력과 수직장의 [3][7]변화에 따라 부동전위, 전자온도, 이온포화전류(Isat) 및 발광의 프로필 형상이 현저하게 변화한다.주 방전은 최적화된 공명 트로이덜 자기장(TF)의 존재 하에서 마이크로파 사전 이온화에 의해 지원되었습니다.자기장을 최적화하면서 고속 및 저속 콘덴서 뱅크의 조합을 사용하여 TF 프로파일의 이론 및 실험 결과를 비교합니다.폴로이드계(PF) 코일에 의해 생성되는 자기장을 이론적으로 예측된 값과 비교합니다.

계산된 결과가 실험 측정과 잘 일치하는 것으로 나타났습니다.가정용 전자레인지에서 얻은 마그네트론을 이용하여 2.45±0.02GHz의 경제적인 전자레인지원을 제작한다.마그네트론의 펄스 모드 작동은 회로에서 필요한 특정 수정을 통해 이루어집니다.자기장은 마이크로파 전력을 향상시키기 위해 업그레이드되며, 여기서 빠르게 움직이는 전자를 가두는 마그네트론 캐비티 주변에 전자석이 추가로 도입됩니다.이 수정된 마이크로파 선원은 5kA의 [8][9]개선된 플라즈마 전류로 GLAST-II의 분해를 달성하기에 충분하다.

글래스트 III

글래스트 III
디바이스 타입구면토카막
위치파키스탄 이슬라마바드
제휴파키스탄 원자력 위원회
기술사양
장반경20 cm (7.9 인치)
마이너 반지름10 cm (3.9 인치)
자기장0.2 T(2,000 G)(중앙)
0.1 T (1,000 G) (트로이덜)
퇴원기간1.2 밀리초(신호화)
플라즈마 전류5kA
역사
선행GLAST-I 및 GLAST-II

GLAST-III는 GLAST-I 및 GLAST-II 설계의 업그레이드 버전으로, Rogowski 코일 및 플럭스 [8]루프와 같은 진단 도구 배치를 위한 더 큰 혈관 직경과 더 큰 중앙 보어를 특징으로 합니다.[10][11]

진단

GLAST-II는 GLAST-I와 GLAST-II에 사용된 진단의 대부분을 유지하였으나, 개량된 GLAST-II에는 광방사를 통한 수소방출의 공간적, 시간적 특성을 파악하기 위해 선형 포토다이오드 어레이를 기반으로 새롭게 개발된 분광 시스템이 설치되었다.각 실리콘 포토다이오드의 스펙트럼 범위는 300nm ~ 1100nm이며 응답 시간은 10ns, 활성 영역은 5mm2(원형)입니다.플라즈마에서 나오는 빛은 전체 폴로이드 단면에서 약 5cm의 공간 분해능으로 4개의 가시 경로를 따라 구멍을 통해 수집된다.선내측에서 10cm 및 14cm 위치에 있는 포토다이오드의 신호는 중앙 플라즈마 영역의 변동을 나타냅니다.또한 플라즈마 조명 시퀀스는 플라즈마가 중앙 공명장 영역에서 시작되어 바깥쪽으로 확장되는 것을 보여준다.낮은 압력에서는 플라즈마의 바깥쪽 움직임이 느려져 플라즈마 구속이 개선됩니다.광다이오드 어레이 외에도 광학 분광계(Ocean Optics HR2000+)가 0.15 nm의 스펙트럼 분해능으로 선택된 범위(597-703 nm)에 걸쳐 가시 스펙트럼을 기록하기 위해 사용되었다.연구는 두 가지 다른 수소 가스 충전 압력에 대해 플라스마 형성 초기 단계에서 수행되었습니다.트리플 프로브는 에지 영역의 플라즈마 파라미터에 대한 시간 분해 정보를 얻는 데 사용됩니다.마이크로파 전 이온화 단계와 전류 형성 단계를 포함한 전체 방전의 시간 진화는 발광과 플라즈마 부동 [10][11]전위의 시간적 프로파일에 의해 입증되었다.

레퍼런스

  1. ^ Griffith, Sabina. "Pakistan launches national fusion program". ITER Organization. ITER Organization. Retrieved 5 January 2013.
  2. ^ Hussain, S.; Sadiq, M.; Shah, S. I. W.; Team, GLAST (2015). "Estimation of Electron Temperature on Glass Spherical Tokamak (GLAST)". Journal of Physics: Conference Series. 591 (1): 012009. Bibcode:2015JPhCS.591a2009H. doi:10.1088/1742-6596/591/1/012009. ISSN 1742-6596.
  3. ^ a b c Hussain, S.; et al. (21 Jan 2016). "Initial Plasma Formation in the GLAST-II Spherical Tokamak". Journal of Fusion Energy. 35 (3): 529–537. doi:10.1007/s10894-015-0052-z. ISSN 0164-0313.
  4. ^ 카이염 외, 트리플 프로브를 통한 플라즈마 매개변수 시간 분해 측정, Review of Scientific Instruments 84, 123502 (2013).
  5. ^ Kayyum et al., GLAST 구형 Tokamak의 혈장 내 삼중 프로브 진단 측정, J Fusion Energ, 35 (2016) 205-213.
  6. ^ a b Qayyum, A.; Ahmad, S.; Deeba, F.; Hussain, S. (Nov 2016). "Plasma measurements in pulse discharge with resistively heated emissive probe". High Temperature. 54 (6): 802–807. doi:10.1134/s0018151x16060158. ISSN 0018-151X.
  7. ^ Hussain, S; Qayyum, A; Ahmad, Z; Ahmad, S; Khan, R; Naveed, M A; Ali, R; Deeba, F; Vorobyov, G M and GLAST Team (20 Jun 2017). "Electrical and optical measurements in the early hydrogen discharge of GLAST-III". Plasma Science and Technology. 19 (8): 085103. Bibcode:2017PlST...19h5103H. doi:10.1088/2058-6272/aa68db. ISSN 1009-0630.
  8. ^ a b Qayyum, A.; Deeba, Farah; Usman Naseer, M.; Ahmad, S.; Javed, M.A.; Hussain, S. (Sep 2018). "A photodiode array and Langmuir probe for characterizing plasma in GLAST-III tokamak device". Measurement. 125: 56–62. doi:10.1016/j.measurement.2018.04.075. ISSN 0263-2241.
  9. ^ Khan, R.; Nazir, M.; Ali, A.; Hussain, S.; Vorobyev, G.M. (Jan 2018). "Development of microwave pre-ionization source for GLAST tokamak". Fusion Engineering and Design. 126: 10–14. doi:10.1016/j.fusengdes.2017.11.002. ISSN 0920-3796.
  10. ^ a b Ahmad, Zahoor; Ahmad, S.; Naveed, M. A.; Deeba, F.; Javeed, M. Aqib; Batool, S.; Hussain, S.; Vorobyov, G. M. (2017). "Optimization of magnetic field system for glass spherical tokamak GLAST-III". Physica Scripta. 92 (4): 045601. Bibcode:2017PhyS...92d5601A. doi:10.1088/1402-4896/aa6458. ISSN 1402-4896.
  11. ^ a b Ahmad, Zahoor; Ahmad, S.; Deeba, F.; Qayyum, A.; Naveed, M. A.; Khan, R.; Ali, Rafaqat; Javeed, M. Aqib; Ahmed, N.; Hussain, S. (2019). "Start-Up Studies of GLAST-III Spherical Tokamak in the Presence of Poloidal Field". IEEE Transactions on Plasma Science. 47 (2): 4729–4737. Bibcode:2019ITPS...47.4729A. doi:10.1109/TPS.2019.2936265. ISSN 1939-9375.

추가 정보