6. Особенности установки “магнетор”
Технические характеристики представлены в таблице 1 [1].
Таблица 1. Технические характеристики вакуумной установки.
|
Плотность плазмы |
~1011см-3 |
|
Температура плазмы |
~10 эВ |
|
Степень ионизации |
10-4 |
|
Магнитное поле в центре системы |
1,2 кГс |
|
Магнитное поле в “пробке” |
2 кГс |
|
Ток в катушках магнитного поля |
30 А |
|
Мощность СВЧ магнетрона |
900 Вт, 2,45 ГГц |
|
Предельное давление в вакуумной камере |
10-7торр |
|
Рабочее давление в вакуумной камере |
3*10-5торр |
Модернизация установки
Для проведения серии новых экспериментов, призванных проверить теоретическое предположение возникновения эффекта пикирования профилей плазменного давления в ловушке со знакопеременной кривизной магнитного поля были подобраны несколько конфигураций, учитывая следующие условия:
Обеспечение расположения дополнительной сепатрисы (область пробкотрона) в пределах вакуумной камеры;
Магнитная система должна обеспечить заполнение плазмой области ловушки вне сепаратрисы установки Магнетор, т.е. иметь дополнительный источник ЭЦР плазмы;
Расположение дополнительных катушек магнитного поля не должно мешать перемещению зонда;
Это можно реализовать как добавлением целой ячейки пробкотрона (т.е. двух катушек магнитного поля), так и одной катушки.
Однако учитывая наличие зонда, и большую сложность реализации вариантов с катушками, расположенными внутри вакуумной камеры, был выбран вариант с одной катушкой магнитного поля, расположенной вне вакуумной камеры, т.к. моделирование показало, что параметры внешней катушки, позволяющие нам создать конфигурацию со второй сепаратрисой внутри вакуумной камеры, более чем реализуемы: интегральный расчетный ток катушки получился равным 16 кА.
В качестве кабеля для намотки катушки был выбран ПЭТВ-2, с высокотемпературной лаковой изоляцией и диаметром провода 2мм. Пробивное напряжение кабеля с Uпроб = 2700 В, длительный допустимый ток работы I = 26 А. Общее число витков при токе через виток 30А, составило 540.
Рис. 7. Дополнительная катушка магнитного поля
Так же новая конфигурация магнитного поля была рассчитана посредством компьютерного моделирования с помощью программы FastMagField, предоставленной Цвентухом М.М.
На рисунке 8 представлена новая конфигурация магнитного поля.
Рис. 8. Новая конфигурация магнитного поля после модернизации установки Магнетор
Новая конфигурация получена при одинаковых токах в витке катушек. Видно, что при таких условиях конфигурация соответствует требованиям и может быть использована для эксперимента.
Заключение
Установка “Магнетор” одна и наиболее перспективных установок своего класса. Ее выгодно отличает от своих аналогов не только размер, но и заложенная при проектировании возможность модификации и модернизации. А именно, не сложная модификация конфигурации магнитных полей простым добавлением дополнительных магнитных катушек, возможность легкой замены элементной базы вакуумного и измерительного оборудования. Все это стало возможным благодаря использованию стандартных узлов и креплений, с которыми хорошо стыкуется как советское так и современное импортное оборудование.
Литература