Исследование быстрых электронов и процесса выключения разряда методом инжекции макрочастиц в установках с магнитным удержанием плазмы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Тимохин, Владимир Михайлович

• Тимохин, Владимир Михайлович
• кандидат физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Тимохин, Владимир Михайлович

Введение.

1. Исследования выключения разряда и быстрых электронов в установках с магнитным удержанием плазмы (обзор литературы).

1.1. Основные приложения пеллет-инжекции в исследованиях по проблеме УТС.

1.1.1. Инжекция макрочастиц для управления плазменным разрядом.

1.1.1.1. Подпитка плазмы методом пеллет-иноюекции.

1.1.1.2. Оптимизация разряда методом пеллет инжекции.

1.1.1.3. Гашение разряда методом пеллет инжекции.

1.1.2. Диагностические приложения пеллет-инжекции.

1.1.2.1. Исследования процессов переноса.

1.1.2.2. Измерения характеристик магнитного поля.

1.1.2.3. Диагностика функции распределения быстрых частиц.

Ъ 1.2. Современное состояние исследований по выключению разряда токамака.

1.2.1. Основные проблемы выключения разряда.

1.2.1.1. Предел по плотности.

1.2.1.2. Вертикальное смещение шнура и индукционные токи в вакуумной камере.

1.2.1.3. Генерация убегающих электронов.

1.2.2. Методы выключения разряда.

1.2.2.1. Периферийный газонапуск и инжекция струй.

1.2.2.2. Пеллет-инжекция легких примесей.

1.2.2.3. Инжекция тяжелых примесей.

1.2.3. Эксперименты по выключению разряда методом пеллет-инжекции на современных установках.

1.2.3.1. Т-10.

1.2.3.2. JT-60U.

1.2.3.3. ASDEX Upgrade.

1.2.3.4. DIII-D.

1.2.3.5. Alcator C-Mod.

1.2.3.6. JET.

1.2.3.7. TFTR.

1.2.3.8. Обсуждение экспериментальных результатов.

1.2.4. Моделирование выключения разряда.

1.2.4.1. Нульмерная модель.

1.2.4.2. Одномерная модель.

1.3. Исследование быстрых электронов в установках с магнитным удержанием плазмы.

1.3.1. Принципы генерации быстрых электронов в установках с магнитным удержанием плазмы.

1.3.1.1. Убегающие электроны в токомаках.

1.3.1.2. Надтепловые электроны.

1.3.2. Методы регистрации быстрых электронов.

1.3.2.1. HXR диагностика.

1.3.2.2. Синхротронное излучение.

1.3.2.3. ЕСЕ диагностика.

1.3.3. Наблюдения быстрых электронов методом пеллет-инжекции.

1.3.3.1. Принцип регистрации надтепловых электронов методом инжекции макрочастиц.

1.3.3.2. Первые эксперименты на Т-10.

1.3.3.3. Эксперименты на Heliotron Е.

1.3.3.4. Инжекцияуглеродных пеллет в Wendelstein 7-AS.

1.4. Выводы из обзора литературы и постановка задач.

2. Исследование выключения плазменного разряда токамака методом инжекции макрочастиц тяжелой примеси.

2.1. Эксперименты по гашению плазмы токамака Т-10 [3,4 ,8,9,11].

2.1.1. Экспериментальная установка.

2.1.1.1. Токомак Т-10.

2.1.1.2. Комплекс примесной пеллет-инжекции токамака Т-10 на основе инжектора ДИМ-4.

2.1.1.3. Система регистрации пеллетных облаков.

2.1.2. Методика расчета депозиции примеси.

2.1.3. Результаты экспериментов и их обсуждение.

2.1.3.1. Ипжещия KCl пеллет на квазистационарной стадии разряда.

2.1.3.2. Инфекция Ti на квазистационарной стадии разряда.

2.1.3.3. Инжекция KCl на стадии спада тока.

2.1.3.4. Инжекция большого количества KCl ua квазистационарной стадии разряда. » .tf

2.1.3.5. Обсуждение экспериментальных результатов.

2.1.3.6. Анализ генерации убегающих электронов.

2.2. Одномерная модель гашения разряда методом макрочастиц (1,2, 5, 6, 8J.

2.2.1. Система уравнений.

2.2.2. Граничные и начальные условия.

2.3. Результаты моделирования выключения разряда токамака Т-10 (5, 6,8].

2.3.1. Моделирование без учёта эффекта "ускоренного" переноса.

2.3.2. Моделирование с учётом эффекта "ускоренного" переноса.

2.3.3. Моделирование генерации убегающих электронов.

2.4. Моделирование гашения разряда ИТЭР [1,2].

2.4.1. Инжекция одиночной Кг пеллеты.

2.4.2. Инжекция очереди Кг пеллет.

2.4.3. Моделирование генерации убегающих электронов.

2.4.4. Обсуждение результатов моделирования гашения разряда ИТЭР.

3. Исследование надтепловых электронов в стеллараторе W7-AS методом пеллет инжекции.

3.1. Инжекция примеспых пеллет в установку W7-AS [7,10,18].

3.1.1. Стелларатор W7-AS.

3.1.2. Система примесной пеллет-инжекции стелларатора W7-AS.

3.1.3. Система регистрации пеллетных облаков.

3.1.4. Методика определения скорости испарения углеродных макрочастиц в плазме стелларатора W7-AS.

3.2. Исследование испарения углеродных макрочастиц в различных режимах стелларатора W7-AS [7,10,12-18].

3.2.1. Классификация режимов испарения углеродных макрочастиц в плазме стелларатора W7-AS.

3.2.2. Анализ мгновенных фотографий облака испаряющейся макрочастицы в момент узколокализовапиого повышенного испарения.

3.2.3. Исследование условий возникновения зон узколокализованного повышенного испарения.

3.2.4. Анализ спектров электронно-циклотронного излучения.

3.2.5. Обсуждение экспериментальных результатов.

3.2.5.1. Основные закономерности эффекта узколокализованного повышенного испарения.

3.2.5.2. Возможные механизмы образования узколокализованного повышенного испарения.

3.2.5.3. Оценка суммарного энергозапаса популяции надтепловых электронов.

3.3. Возможные механизмы генерации надтепловых электронов в плазме стелларатора W7-AS [12,14].

3.3.1. Дрейф из зоны ЭЦР за счет BxVB.

3.3.2. Нелинейная трансформация в Берштейновскую волну вблизи зоны верхнего гибридного резонанса.

3.3.3. Доплеровский сдвиг частоты ЭЦР.

3.3.4. Смещение зоны ЭЦР за счет релятивистского сдвига массы электронов.

3.3.5. Обсуждение возможных физических механизмов генерации надтепловых электронов в плазме стелларатора W7-AS.

3.4. Оценки параметров надтепловых электронов методом углеродной пеллет-инжекции на етеллараторе W7-AS [12,14,17].

3.4.1. Методика оценки энергетических характеристик надтепловых электронов по смещению зоны ЭЦР за счет релятивистского сдвига массы электронов.

3.4.2. Исследование параметров надтепловых электронов в етеллараторе W7-AS методом инжекции макрочастиц.

3.4.3. Оценка параметров надтепловых электронов с использованием спектра ЭЦИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование быстрых электронов и процесса выключения разряда методом инжекции макрочастиц в установках с магнитным удержанием плазмы»

В настоящее время программа реализации управляемого термоядерного синтеза (УТС) вышла на финишную прямую, ведущую к созданию экспериментального термоядерного реактора. Лидерами в ведущихся исследованиях являются системы с магнитным удержанием плазмы. Наиболее близко к зажиганию термоядерной реакции приблизились установки типа "токамак". Бурный подъем переживают также исследования высокотемпературной плазмы в другом типе замкнутых магнитных конфигураций - "стеллараторах". Важнейшими преимуществамистеллараторов по сравнению с токамаками являются возможность поддержания длительного разряда плазмы и отсутствие неустойчивости большого срыва. Особое внимание при проведении экспериментов на токамаках и стеллараторах уделяется развитию новых методов исследования плазмы, а также методов управления разрядом. Инжекция макрочастиц (пеллет) является мощным инструментом диагностики плазмы и управления разрядом. Она успешно применяется последние двадцать лет в исследованиях по проблеме УТС.

4 Важным приложением пеллет-инжекции является смягчение последствий неустойчивости большого срыва в крупных установках типа токамак. Инжектировав в плазму достаточное количество примеси, можно быстро переизлучить энергию в широкий телесный угол и тем самым снизить тепловой удар на отдельные элементы конструкции установки, в первую очередь, на диверторные пластины. Дело в том, что при срывы разряда, которых пока не научились избегать, в больших токамаках с реакторными параметрами очень опасны. Большая энергия плазмы и магнитного поля тока при срыве может выделиться локально на элементах конструкции, что приведет к выводу их из строя. Еще более актуальной проблема быстрого гашения разряда становится в связи с созданием токамака-реактора ИТЭР, в котором запасенная в разряде энергия будет достигать 3 ГДж. Такой энергии вполне хватит для испарения нескольких килограммов материала стенки. Включение режима быстрого гашения разряда с помощью крупных пеллет (киллер-пеллет) по предвестнику неустойчивости может стать эффективным методом сохранения работоспособности установки. В стандартных сценариях работы быстрое выключение разряда пеллетой приведет к уменьшению длительности паузы в работе установки, увеличивая, таким образом, среднюю мощность реактора.

Одним из нежелательных последствий инжекции большого количества примесей в плазму является генерация быстрых электронов. Благоприятные условия для этого создаются вследствие значительного роста тороидального электрического поля при резком спаде температуры и росте эффективного заряда плазмы после иижскции. Генерация убегающих электронов ведет*к искажению функции распределения электронов и к отклонению сё от максвсловского распределения. Популяция убегающих электронов может накапливать энергию, сравнимую с энергосодержанием плазмы. Выход такой популяции из зоны удержания также повышает опасность повреждения элементов конструкции установки. Кроме того, наличие пучка убегающих электронов в плазме может приводить к развитию кинетической ("веерной") неустойчивости, которая ухудшает транспортные и равновесные свойства разряда.

Сходные проблемы возникают при нагреве плазмы на гармониках электронно-циклотронного резонанса (ЭЦРН). Данный метод рассматривается сегодня как перспективный и успешно применяется на токамаках и стеллараторах. При определенных условиях ЭЦРН способствует формированию группы электронов с высокой поперечной энергией в хвосте функции распределения. Отклонение функции распределения электронов от максвслловской оказывает заметное влияние на профиль тока в установках с магнитным удержанием и может негативно влиять на устойчивость плазмы. Поэтому изучение быстрых (надтепловых и убегающих) электронов в токамаках и стеллараторах является важной задачей программы УТС. Зоны локализации надтепловых электронов могут быть идентифицированы по изменению интенсивности свечения испаряющейся в плазме диагностической (пробной) макрочастицы. Данный метод по пространственному и временному разрешению является уникальным, кроме того, позволяет судить об энергетических характеристиках популяции надтепловых электронов, что стимулирует исследования быстрых электронов с использованием пеллет-инжекции.

Данная работа посвящена исследованию выключения разряда токамака и связанной с этим процессом проблемы быстрых электронов в установках с магнитным удержанием плазмы. В задачи работы входило экспериментальное и теоретическое исследование выключения разряда установки Т-10 (РНЦ ИЯС "Курчатовский институт", Москва, Россия) методом инжекции макрочастиц, а также исследование поведения быстрых электронов на установке Wendelstein 7-AS (Институт Макса Планка, Гархинг, Германия).

На защиту выносятся:

1. Экспериментальные результаты по выключению разряда токамака Т-10 методом макрочастиц в широком диапазоне параметров плазмы и количества инжектированной примеси.

2. Результаты моделирования выключения разряда токамака с учетом одномерного распределения примеси, связанного переноса тепла и частиц.

3. Результаты исследований испарения углеродных макрочастиц в стеллараторе Wendelstein 7-AS. Обнаружение нового типа узколокализованного повышенного испарения.

4. Определение областей локализации и оценки параметров популяций надтспловых электронов в стеллараторе Wendelstein 7-AS с использованием пеллет-ипжекции. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Тимохин, Владимир Михайлович

Работа была выполнена на кафедре физики плазмы ФТФ СПбГПУ, а также в ИЯС «Курчатовский институт» (г. Москва) и в Институте Физики Плазмы им. Макса Планка (г.Гархинг, Германия). Результаты работы сводятся к следующему.1. На токамаке Т-10 получены экспериментальные результаты по инжекции тяжелой (КС1, Ti) примеси в плазму с целью выключения разряда. Инжекция производилась как на стадии "плато" тока, так и на его спаде в омическом разряде Т-10 в широком интервале количества инжектированного вещества.2. Показано, что в большинстве случаев эволюцию плазменных параметров можно разделить на три основные стадии: стадию испарения пеллеты и полоидально-тороидальной симметризации инжектированной примеси, стадию вывода тепловой энергии и стадию малых срывов и релаксации параметров плазмы к значениям, близким к доинжекционным. В случае инжекции значительного количества примеси (10'' атомов), наблюдалась также стадия вывода магнитной энергии, следующая непосредственно за стадией вывода из плазмы тепла. Релаксация плазменных параметров к доинжекционным значениям при этом не происходила. Продемонстрированы полный вывод тепловой составляющей энергии плазмы и вывод более чем 75% энергии тока. При этом инжекция тяжелой примеси не инициировала большой срыв разряда. Инжекция на стадии спада тока позволяла существенно (в несколько

раз) ускорить процесс "штатного" выключения разряда. Отмечено быстрое (менее 1 мс) проникновение примеси в центральные области плазменного шнура. Обнаруженные две вспышки жесткого рентгеновского излучения при инжекции значительного количества примеси, указывают на генерацию убегающих электронов в процессе гашения разряда.3. Выяснено, что технически достижимые для инжекции размеры пеллет на данной установке (менее,0.6 мм) не позволяют полностью выводить запасенную в плазме энергию.Сделанные оценки показали, что для случая инжекции единичной КС1 пеллеты её размер должен составлять не менее 1.3 мм для достижения полного выключения разряда токамака

4. Модифицирован одно.мерный транспортный код, позволяющий описывать отклик параметров плазмы на пеллет-инжекцию большого количества примеси, С его помощью проведено моделирование ряда импульсов с инжекцией. Показано, что использование для описания эволюции плазменных параметров после инжекции значений коэффициентов переноса характерных для квазистационарной стадии разряда неприемлемо для адекватного описания эксперимента. В частности, для описания эволюции электронной температуры в центральной области шнура. Это является, по-видимому, проявлением эффекта "ускоренного" переноса. В предположении увеличения коэффициентов переноса во всём плазменном шнуре в 5-10 раз на времена порядка 0,1 от энергетического времени жизни плазмы, удается довольно хорошо описать эволюцию плазменных параметров. Показано, что величина возмуп1ения коэффициентов переноса растет с увеличением количества инжектируемой в разряд примеси,

5, С помощью модифицированного кода произведено моделирование сценария выключения разряда ИТЭР, В качестве возможного сценария выключения разряда ИТЭР предложено последовательно инжектировать очередь из 5-ти Кг пеллет размером 1 см с частотой 50 Гц и со скоростью 1 км/с. Численно продемонстрирована возможность подавления генерации популяции убегающих электронов в процессе гашения дополнительной инжекцией дейтериевых пеллет,

6, Исследованы особенности испарения углеродных макрочастиц при инжекции в различные режимы плазмы стелларатора Wendelstein 7-AS с ЭЦРН, Обнаружены ярко выраженные зоны повыи1ен1юго испарения в виде резких пиков на профиле скорости испарения макрочастицы. Введена классификация типов радиальных профилей скоростей испарения макрочастиц, К 1-.му типу относятся импульсы без особенностей на профиле скорости испарения, которые удовлетворительно описываются моделью нейтрального экранирования. Ко 2-му типу импульсы с широкими зонами повышенного испарения, а импульсы с узколока1изованным повышенным испарением относятся к 3-му типу,

7, Исследовано влияние различных параметров плазмы и режимов стелларатора на наличие зон узколокализованного повышенного испарения. Показано, что при инжекции пеллет с близкими размерами и траекториями в близкие по параметрам плазмы режимы радиальные профили скоростей испарения воспроизводятся, С увеличением моипюсти ЭЦРН или понижением плотности плазмы возникают узколокализованные зоны повышенной скорости испарения. При дальнейшем увеличении мощности ЭЦРН, области узколокализованного повышенного испарения на кривой интенсивности излучения расширяются, их количество и амплитуда увеличивается. Разница в испарения от магнитной конфигурации незначительна. Однако, увеличение ширины и амплитуды зон повышенной интенсивности излучения более вероятна в случае .магнитной конфигурацией "Standard", чем в конфигурации "Вшах" при той же плотности плазмы и мощности нагрева плазмы,

8, Поведение зон повышегпюго испарения в зависимости от параметров плазмы, а также их корреляция с особенностями спектров ЭЦИ свидетельствуют в пользу того, что в плазме присутствует популяция надтепловых электронов. Произведен анализ ряда возможных механизмов генерации надтепловых электронов в плазме стелларатора W7-AS. В качестве наиболее адекватного выбран механизм смещения зоны электронно-циклотронного резонанса за счет релятивистского сдвига массы электронов. Разработана методика оценки энергетических характеристик надтепловых электронов по профилю скорости испарения макрочастицы в рамках ряда предположений. Сделанные при помонш этой методики оценки показывают, что наблюдаемые области повышенного испарения могут создаваться иадтепловыми электронами с энергиями 30-50 кэВ и плотностями 10^-10" см" ,^ что составляло 0.001-1% от концентрации фоновой плазмы. При этом оказывается, что мощность, необходимая для генерации таких популяций, составляет не более одного процента от полной мощности ЭЦР нагрева плазмы. Оценки сделанные при помощи спектров ЭЦИ дают значения энергий популяций надтепловых электронов в 2-3 раза .меньпю, рассчитанных по релятивистскому сдвигу ЭЦР. Этот факт может быть связан с отсутствием на W7-AS измерений ЭЦИ в диапазоне частот ниже 130 ГГц. Таким образом, была продемонстрирована возможность использования примесной пеллет-инжекции тугоплавких макрочастиц в качестве метода диагностики, позволяющего регистрировать группы надтепловых электронов в установках с магнитным удержанием плазмы с высоким пространственным разрешением, а также определять их положение и оценивать энергетические характеристики.Благодарности Я весьма признателен всем сотрудникам, аспирантам и студентам кафедры физики плазмы Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета за плодотворную совместную работу, полезные обсуждения и поддержку. Особо хочу поблагодарить моих научных руководителей профессора Кутеева Бориса Васильевича и старшего научного сотрудника Сергеева Владимира Юрьевича за постановку задач, обсуждение направлений совместной деятельности, плодотворные дискуссии и критику по теме данной работы. Хочу также отметить значительный вклад сотрудников и аспирантов кафедры физики плазмы Мирошникова Игоря Витальевича, Егорова Сергея Михайловича, Скокова Вячеслава Геннадьевича которые участвовали в совместных исследованиях и в обсуждении полученных результатов. Считаю своим долгом выразить глубокую признательность моим зарубежным коллегам докторам Л. Лидлу и Р. Бурхену за помощь в организации экспериментов и создание условий, благоприятных для их проведения. Без дружеской поддержки и внимания всех, перечисленных здесь, людей написание данной работы было бы невозможно.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Тимохин, Владимир Михайлович, 2003 год

1. Sergeev V.Yu., Timokhin V.M., Segal V.A. and Kuteev B.V. Simulation of ITER discharge rampdown by injection of impurity pellet, Europhysics Conference Abstracts, 1997, Vol. 21 A, Part 3, pp. 0973-0976.

2. Сергеев В.10., Тимохин B.M., Кутеев Б. В. Исследование процесса гашения разряда в токамаке Т-10 методом инжекции макрочастиц. Тезисы докладов XXV Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 2-6 марта 1998 г., стр.83.

3. Sergeev V.Yu., Timokhin V.M., and Kuteev B.V. Studies of T-10 discharge rampdown by injection of impurity pellet, Europhysics Conference Abstracts, 1998, Vol. 22C, pp. 06030606.

4. Sergeev V.Yu., Timokhin V.M., and Kuteev B.V. Simulations of Transient Plasma Transport after Injection of High Z Impurity Pellets into T-10 Plasmas, Europhysics Conference Abstracts, 1999, Maastricht, Vol. 23J, p. 1761.

5. Тимохин B.M., Сергеев В.Ю., Кутеев Б. В., Исследование гашения разряда при инжекции макрочастиц в токамак Т-10, Тезисы докладов XXVI Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 5-9 апреля 1999 г., стр.80.

6. Кутеев Б.В., Тимохин В.М., Скоков В.Г., Burhenn R. and WVII-AS team, Повышенное испарение углеродных макрочастиц в плазме стелларатора W7-AS, Тезисы докладов XXVIII Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 5-9 февраля 2001 г., стр. 55.

7. Тимохин В.М., Сергеев В.Ю, Кутеев Б.В, Исследование выключения разряда в токамаке Т-10 методом инжекции примесных макрочастиц с большим Z, Физика плазмы, 2001, Т. 27, №3, стр. 1-14.

8. Timokhin V.M., Kuteev B.V., Sergeev V.Yu., and the T-10 team, Studies of Discharge Quench by Killer Pellets in T-10 Tokamak, Europhysics Conference Abstracts, 2001, Funchal, Vol. 25A, pp. 1417-1420.

9. Тимохин B.M., Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю. Исследование выключения тока в токамаке Т-10 методом пеллет-инжекции, Письма в ЖТФ, 2001, Т. 27, №18, стр. 83-88.

10. Timokhin V.M., Kuteev B.V., Sergeev V.Yu., Skokov V.G., Burhenn R. Studies of Suprathermal Electrons in the W7-AS by Means of Pellet Injection, Europhysics Conference Abstracts, 2002, Montreux, ECA Vol. 26B, P-5.031.

11. Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю., Белопольский В.А., Тимохин В.М., Burhenn R. Исследование трехмерной структуры облака углеродной макрочастицы, испаряющейся в плазме стелларатора W7-AS, Письма в ЖТФ, 2003, Т. 29, №7, стр. 82-86.

12. Тимохин В.М., Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю., Скоков В.Г., Burhenn R. Эффект узколокализованного повышенного испарения углеродных макрочастиц в стеллараторе W7-AS, Письма в ЖТФ, 2003, принята к публикации.

13. Sergeev V.Yu., Timokhin V.M., Kuteev B.V., Skokov V.G., Egorov S.M., Lcdl L., Burhenn R., Lengyel L., Wagner F., and W7-AS team, ECRH Group. Study of carbon pellet ablation in ECR-heated W7-AS plasmas, Nuclear Fusion, 2003, accepted to puplication.

14. Milora S.L., Houlberg W.A., Lenguel L.L., Mertens V. Pellet fueling, Nucl. Fusion, Vol. 35, 1995, p.657.

15. Кутеев Б.В. Технологии для термоядерных реакторов, базирующиеся на инжекции макрочастиц, Журнал технической физики, 1999, Т. 69, № 9, стр. 63-67.

16. Combs S.K. Pellet injection technology, Rev. Sci. Instrum., 1993, Vol. 64, p. 1679.

17. Physics and Plasma Operation Studies, Rep. S CA4 RE2, ITER (1994); Boucher D., Wesley J., in Controlled Fusion and Plasma Physics (21-st Europhys. Conf. Abstr., Vol. 18B, Part II).

18. Baylor L.R., Geraud A., Houlberg W.A., et al. An International Pellet Ablation Database, Nucl. Fusion, Vol. 37, 1997, P. 445. (www: http://ornl.gov.gat.com)

19. Kuteev B.V., Viniar I.V., Tsendin L.D., et al. Development of an ITER fueling system in Russia, Fusion Technology, Vol. 26,1994, pp. 642-648.

20. Kuteev B.V., Lang P.T., Sudo S., ct al. Impurity pellet injection systems for tokamak diagnostics and bum controlFusion Technology, Vol. 26, 1994, pp. 934-938.

21. Wagner F., Becker G., Behringer K., et al. Regime of Improved Confinement and Iligh Beta in Neutral-Bcam-Heated Divertor Discharges of the ASDEX Tokamak, Phys. Rev. Lett., Vol.49, 1982, pp. 1408-1412.

22. Капралов В.Г., Хлопенков К.В., Рожанский В.А. Режим улучшенного удержания в токамаке Т-10, вызванный инжекцией медленного водородного пеллста. Письма в ЖТФ, т.21, 1995, с.57-63.

23. Snipes J.A., Marmar E.S., Terry J. L., ct al. Wall conditioning with impurity pellet injection on TFTR, J. Nucl. Mater. Vol. 196-198, 1992, p.686.

24. Mansfield K., Hill K. W., Strachan J. D., et al. Enhancement of Tokamak Fusion Test Reactor performance by lithium conditioning, J. Phys. Plasmas Vol. 5, 1996, p. 1892-1897.

25. Christiansen J.P., et al. in Controlled Fusion and Plasma Physics (Proc. 24th Eur. Conf. Berchtesgaden, 1997), Vol. 21 A, Part I, European Physical Society, Geneva, 1997, p. 89.

26. Кадомцев Б.Б., Орлов В.В. Термоядерный синтез и атомная энергетика, Итоги науки и техники. Физика плазмы, т.6, М., ВИНИТИ, с.5-39, 1985.

27. Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П. Математическое моделирование плазмы, М., Физматлит, 1993.

28. Soler М., Callen J. D. On measuring the electron heat diffusion coefficient in tokamak from sawtooth oscillation observations, Nuclear Fusion, Vol. 19, No. 6, 1979, p. 703-714.

29. Днестровский Ю.Н., Неудачин C.B., Перевсрзсв Г.В. Препринт ИАЭ, № 3690/6. М.,

30. Sudo S. Diagnostics of Particle Transport by Double Layer Pellet. Japanese Journal of Plasma Physics, 1993, Vol. 69, No.l 1, pp.1349-1361.

31. Багдасаров A.A., Егоров С.М., Кутеев Б.В. и др. Исследование переноса тепла при ипжекции макрочастиц в токамакТ-10, Физика плазмы, т. 13, вып.7, 1987, стр. 781-790.

32. Bagdasarov A.A. et al. Proc. 10th Int. Conf. in Plasma Physics and Controlled Fusion, London, 1984, IAEA-CN-44/A-III-4.

33. Егоров C.M., Кутеев Б.В., Мирошников И.В., Сергеев В.Ю. Наблюдение силовой линии магнитного поля в токамаке Т-10, Письма в ЖЭТФ, 1987, т. 46, вып. 4, стр. 143-146.

34. Müller H.W., Lang Р.Т., Buchl К., et al. Improvement of q-profile measurement by fast observation of pellet ablation at ASDEX Upgrade, Rev. Sei. Instrum. Vol. 68, No. 11, 1997, p. 4051.

35. Egorov S.M., Kuteev B.V., Mikhailenko A.A., et al. Current density profile and electron beam localization measuments using carbon pellets on T-10, Nucl. Fusion, Vol. 32, No. 11, 1992, p.2025.

36. Sergeev V.Yu., Polivaev D.A. Measurement of current density profiles in T-10 current drive regimes using carbon pellet injection, Fusion Eng. and Design, 1997, v. 34-35, p. 215-218.

37. Ledl L., Verunreinigungspcllctinjektion am Stellarator Wendelstein 7-AS, Dissertation, IPP-Report HI/257, Februar 2000.

38. Esiptchuk Yu.V., Kovrov P.E. Preprint IAE-3258/7, 1980.

39. Багдасаров A.A. и др., Супергетеродинный радиометр поляризационного типа для измерения электронной температруры плазмы на установке Т-10, В сборнике: Диагностика плазмы, вып.4(1), под ред. М.И. Пергамента М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 113.

40. Багдасаров A.A. и др., В сборнике: Диагностика плазмы, вып.4(1), под ред. М.И. Пергамента М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 131.

41. Gvozdkov Yu. V., et al. Preprint IAE-3618/7,1982.

42. Егоров С.М., Кутеев Б.В., Сергеев В.Ю., Хскало A.B. Об ускорении макрочастиц в газодинамических инжекторах, Журнал технической физики, т. 55, вып. 4, 1985, стр.692-697.

43. Scrgccv V.Yu., Terrry J.L., Marmar E.S. et al. Imaging of lithium pellet ablation trails and measurement of q profiles in TFTR, Rev. Sei. Instrum, Vol. 63, No. 10, 1992, p. 5191-5194.

44. Lcdl L., Burhenn R., Sergcev V., et al. Carbon Pellet Injection Experiments at the Stellarator W7-AS, Europhysics Conference Abstracts, Maastricht, Vol. 23J, 1999, p. 1477-1480.

45. Сергеев В.Ю. Исследование плазмы токамака Т-10 с помощью примесных макрочастиц. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, УДК 533.9.16.082.76,1987.

46. Andelfinger С., Buchl К., Jacobi D., et al. Pneumatic pellet injector for JET, Dissertation, IPP-Preprint 1/219,p. Ill, 1983.

47. Wesson J.A., Gill R.D., Hugon M„ et al. Disruptions in JET, Nucl. Fusion, Vol. 29, 1989, p.641.

48. Kuteev B.V., Sergeev V. Yu., Sudo S. Emergency discharge quench or rampdown by a noble gas pellet, Nucl. Fusion, Vol.35, 1995, 1167.

49. Janos A.C., Frederickson E.D., Bundy R.V., et al. Characterization of alpha particle loss during disruptions in TFTR during deuterium-tritium operation, Nucl. Fusion, Vol. 36, 1996, p. 475.

50. Greenwald M., Terry J.L., Wolfe S.M., et al. A new look at density limits in tokamaks, Nucl. Fusion, Vol.28, 1988,p. 2199.

51. Lang P.T., Buchl K., Kaufmann M., et al. Iligh-efficiency plasma refueling by pellet injection from the magnetic high-field side into ASDEX-Upgrade, Phys. Rev. Lett., Vol. 79, 1997, p.1487.

52. Granetz R.S., Hutchinson I.I I., Sorci J., et al. Disruptions and halo currents in Alcator C-Mod, Nucl. Fusion, Vol. 36,1996, p. 545.

53. Janos A.C., Frederickson E.D., Mcguirc K.M., ct al. Disruptions in the TFTR tokamak, in Plasma Physics and Controlled Fusion Research (Proc. 14th Int. Conf., 1992), Vol. 1, IAEA, Vienna, 1993, pp. 527-539.

54. Martin G., Chatelier M., Doloc C. New insight into runaway electrons production and confinement, in Controlled Fusion and Plasma Physics (Proc. 22nd Eur. Conf. Bournemouth, 1995), Vol. 19C, Part II, European Physical Society, Geneva, 1995, pp. 41-44.

55. Gill R.D. Generation and loss of runaway electrons following disruptions in JET, Nucl. Fusion, Vol.33,1993,p. 1613.

56. Yoshino R., Kondoh Т., Neyatani Y., ct al. Fast plasma shutdown by killer pellet injection in JT-60U with reduced heat flux on the divertor plate and avoiding runaway generation, Plasma Phys. Control. Fusion, Vol. 39, 1997, p. 313.

57. Yoshino R., Intense helium gas puffing in JT-60U, paper presented at the ITER Disruption, Plasma Control, and MHD Expert Group Meeting, personal communication, March 1997.

58. Yoshino R. Runaways termination, paper presented at the ITER Disruption, Plasma Control, and MIID Expert Group Meeting, personal communication, September 1997.

59. Yoshino R., Tokuda S., Kawano Y. Generation and termination of runaway electrons at major disruptions in JT-60U, Nuclear Fusion, Vol. 39., 1999, p. 151

60. Rosenbluth M.N., Putvinski S.V., Parks P.B. Liquid jets for fast plasma termination in tokamaks, Nucl. Fusion, Vol. 37, 1997, p. 955.

61. Putvinski S., Fujisawa N., Post D., et al. Fast plasma termination by impurity fueling, J. Nucl. Mater., Vol. 241-243, 1997, p. 316.

62. Прохоров Д.Ю. Гашение разряда реактора ИТЭР инжекцией примесными таблетками, Препринт ИАЭ, № 6131/8. М., 1999.

63. Yoshino R., Nakamura Y., Netatani Y. Avoidance of VDEs during plasma current quench in JT-60U, Nucl. Fusion, Vol. 36, 1996, p. 295.

64. Pautasso G., Buchl K., Fuchs J.C., et al. Use of impurity pellets to control energy dissipation during disruption, Nucl. Fusion, Vol. 36, 1996, p. 1291.

65. Kellman A.G., Cutherbertson J.W., Evans T.E., et al. Disruption studies in DIII-D, in Fusion Energy (Proc. 16th Int. Conf. Montreal, 1996), Vol. 1, IAEA, Vienna, 1997, pp. 739-746.

66. Granetz R.S., Hutchinson I.H., Sorci J., et al. Disruptions, halo currents and killer pellets in Alcator C-Mod, in Fusion Energy (Proc. 16th Int. Conf. Montreal, 1996), Vol. 1, IAEA, Vienna, 1997, pp. 757-762.

67. Pereverzev G V, et al 1991 ASTRA automatic system of transport analysis, Report of MaxPlanck Institut fur Plasmaphysik, Garching IPP-5/42.

68. Jardin S.C., Pomphrey N., Delucia J. Dynamical modeling and position control of tokamaks, J. Comput. Phys., Vol. 66, 1986, p. 481.

69. Khayrutdinov R., Lukash V., Studies of plasma equilibrium and transport in a tokamak fusion device with the inverse-variable technique, J. Comput. Phys., Vol. 109, 1993, p. 193.

70. Clark R., Abdallah J. and Post D. Radiation rates for low Z impurities in edge plasmas, Journal of Nuclear Materials, Vol. 220-222, 1995, p. 1028.

71. Parail V.V., Pogutse O.P., in: Review of plasma physics, Vol. 11, Consultant Bureau, New York, 1986, p.l.

72. Jayakumar R., Fleischmann H.H., Zweben S.J. Collisional avalanche exponentiation of runaway electrons in electrified plasmas, Physics Letters A, Vol. 172, 1993, p. 447.

73. Hinton F. L., Hazeltine R. D., Theory of plasma transport in toroidal confinement systems, Rev. Mod. Phys., Vol. 48, 1976, p. 239.

74. ITER Physics Basis Editors et al. ITER Physics Basis, Chapter 3, MHD stability, operational limits and disruptions, Nucl. Fusion, Vol. 39, 1999, pp. 2251-2389.

75. Maassberg H., et al. Transport analysis in low-collisionality W7-AS, J. Plasma Fusion Research Series, Vol.1, 1998, pp. 103-107.

76. Голант B.E., Жилинский А.П., Сахаров И.Е., Основы физики плазмы, М., Атомиздат, 1977.

77. Соколов Ю.А., Письма в ЖЭТФ, т. 29, 1979, стр. 244.

78. Rosenbluth M.N., Putvinski S.V. Theory for avalanche of runaway electrons in tokamaks, Nucl. Fusion, Vol. 37, 1997, p. 1355.

79. Gill R.D., Alper В., Edwards A.W., et al. Direct observations of runaway electrons during disruptions in the JET tokamak, Nuclear Fusion, Vol. 40, No. 2, 2000, p. 163.

80. Jaspers R., Relativistic Runaway Electrons in Tokamak Plasmas, Ph.D. Thesis Tech. Univ. Eindhoven, 1995.

81. Rome M., Erckmann V., Gasparino U., et al. Kinetic modelling of the ECRH power deposition in"W7-AS, Plasma Physics Controlled Fusion, Vol. 39,1997, p. 117-158.

82. Hase M., Pernreiter W., and HartfuB H.J., J. Plas. Fusion Research Series, 1998, 1, p.99.

83. Fujisawa A., Iguchi H., Minami Т., et al. Electron Thermal Transport Barrier and Density Fluctuation Reduction in a Toroidal Helical Plasma, Physical Review Letters, Vol. 82, 1999, p. 2669-2672.

84. Castejon, et al. J. Probl. Atom. Sci.&Tech., Ser.: Plas. Phys., Vol. 6, 2000, p. 3.

85. Kick M., Maassberg H., Anton M., et al. Electric field and transport in W7-AS, Plasma Physics Controlled Fusion, Vol. 41, 1999, p. A549-A559.

86. Erckmann V., Gasparino U., Hartfuss H., et al. Fusion Eng. Design, Vol. 26, 1992, p. 141.

87. Диагностика термоядерной плазмы, под редакцией С.Ю. Лукьянова, М., Эиергоатомиздат, 1985.

88. Власенков B.C., Ларионов М.М., Рождественский В.В., Журнал технической физики 1975, Т.45, №12, с.390-396.

89. Hartfuss H.J., Tutter М., Rev. Sci. Instrum., Vol. 26,1986, 678.

90. Parks P.B., Turnbull R. J., Foster C.A., Nuclear Fusion, 1977, Vol. 17, No.3, pp.539-556.

91. Kuteev B.V., Sergeev, V.Yu., Tsendin, L.D., Sov. J. Plasma Phys., Vol. 10, 1984, P. 675.

92. Sergeev V.Yu., Khlopenkov K.V., Kuteev B.V., et al. Experiments on Li pellet injection into Heliotron E, Plasma Phys. Control. Fusion, Vol. 40,1998, pp. 1785-1801.

93. Lengyel L.L., Biichl К., Pautasso G., et al. Modelling of impurity pellet ablation in ASDEX Upgrade (neon) and Wendclstcin W7-AS (carbon) by means of a radiative ('killer') pellet code, Nucl. Fusion, Vol. 39, No.6, 1999, p. 791.

94. Mantica P., et al. Plasma response to edge cooling in JET and relation to plasma confinement, in Controlled Fusion and Plasma Physics (Proc. 24th Eur. Conf. Berchtesgaden, 1997), Vol. 21 A, Part I, European Physical Society, Geneva, 1997, p. 105.

95. Whytc D.G., Evans Т.Е., Hyatt A.W., et al. Rapid Inward Impurity Transport during Impurity Pellet Injection on the DIII-D Tokamak, Phys. Rev. Letters, Vol. 81, 1998, p. 4392.

96. Rechester A.B. and Roscnbluth M.N., Electron Heat Transport in a Tokamak with Destroyed Magnetic Surfaces, Phys. Rev. Lett., Vol. 20, 1978, p. 189

97. Klein C.A., Berry M.J., and Miles P.A., Thermochemical heat of ablation of solid carbon, J. Applied Phys., Vol. 65, 1989, p. 3425.

98. Голант В.E., Федоров В.И., Высокочастотные методы нагрева плазмы в тороидальных термоядерных установках, М., Энергоатомиздат, 1986.

99. Жилинский А.П., Кутсев Б.В., Ларионов М.М. и др. Определение скорости полоидального вращения плазмы в токамаке ФТ-1, т. 30., вып.7, Письма в ЖЭТФ, 1979, стр. 405-408.

100. Leider H.L. et al. Carbon, Vol.11, 1973, pp.555-563.

101. Huba J.D., NRL Plasma Formulary, 1998 revised, p. 34.

102. Dr. Burhenn Rainer, private communication, April 2001.

103. Dr. Evgeniy Zinovevich Gusakov, private communication, February 2002.

104. Ахиейзер А.И. и др., Электродинамика плазмы, М., Наука, 1974.

105. Savrukhin P.V., Generation of Suprathermal Electrons during Magnetic Reconnection at the Sawtooth Crash and Disruption Instability in the T-10 Tokamak, Physical Review Letters, 2001, 86, No. 14, p. 3036.

106. Sakharov A.S. and Tereschenko M.A., Plasma Phys. Rep., No. 21, 1995, p.93.

107. Milora S.L., Foster C.A., Tomas C.E. et al. Results of hydrogen pellet injection into ISX-B, Nuclear Fusion, 1980, No. 12, p. 1491.