Влияние электрических полей на удержание плазмы в токамаке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат наук Аскинази, Леонид Георгиевич

• Аскинази, Леонид Георгиевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Аскинази, Леонид Георгиевич

Содержание

Введение

Глава 1 Взаимосвязь радиального электрического поля и

удержания плазмы в токамаке

§ 1.1 Н-мода - режим улучшенного удержания плазмы в тороидальных системах УТС

§ 1.2 Н-мода в токамаке ТУМАН-ЗМ

§ 1.3 Поляризация периферийной плазмы как метод переключения режима удержания плазмы в токамаке

§ 1.4 Методы измерения радиального электрического поля в омической //-моде

§ 1.5 Зондовые измерения радиального электрического поля на периферии плазменного шнура

§ 1.6 Исследование эволюции потенциала в центральной части шнура при ЬН переходе с помощью

Н1ВР - диагностики

§ 1.7 Выводы к Главе 1

Глава 2 Переключение режимов удержания плазмы при динамическом воздействии на профиль плазменного тока (сжатии/декомпрессии и подъеме/сбросе тока)

§ 2.1 Влияние профиля тока на режим удержания плазмы в токамаке

§ 2.2 Генерация радиального электрического поля при возмущении профиля тока

§ 2.3 Эксперименты по динамическому воздействию

на профиль тока

§ 2.4 Обсуждение результатов экспериментов по переключению

режима удержания при динамическом воздействии

на профиль тока

§ 2.5 Об аналогии меиеду экспериментами по инициированию переключения удержания при динамическом воздействии на плазменный шнур и при поляризации периферийной плазмы

§ 2.6 Выводы к Главе 2

Глава 3 Модификация радиального электрического поля и переключение режимов удержания при возникновении в плазме токамака МГД-возмущения (вращающегося магнитного острова)

§ 3.1 Общие свойства МГД-колебаний в токамаке ТУМАН-ЗМ

§ 3.2 Характеристики магнитных островов

в токамаке ТУМАН-ЗМ

§ 3.3 Радиальное электрическое поле вблизи острова и влияние его на переключение режима удержания

§ 3.4 Механизм генерации положительного радиального электрического поля под воздействием МГД-активности

§ 3.5 Сопоставление результатов исследования влияния МГД-активности на радиальное электрическое поле, полученных на токамаке ТУМАН-ЗМ, с экспериментами на других установках

§ 3.6 Выводы к Главе 3

Глава 4 Радиальное поле и переход в режим улучшенного

удержания при инжекционном нагреве

§ 4.1 Влияние геометрии эксперимента по инжекции

нагревного пучка в плазму токамака на параметры плазмы

§ 4.2 Особенности и/-перехода при низкой плотности плазмы

§ 4.3 Исследование радиального электрического поля и скорости вращения плазмы при инжекции атомарного пучка в направлении навстречу току плазмы в токамаке ТУМАН-ЗМ

§ 4.4 Механизм генерации радиального электрического поля и инициирования L/i-перехода при инжекции нагревного пучка навстречу плазменному току

§ 4.5 Изменение радиального электрического поля и удержания плазмы в Н-моде под воздействием инжекции нагревного пучка навстречу плазменному току

§ 4.6 Радиальное электрическое поле и переключение режима удержания плазмы в токамаке. Заключительные замечания

§ 4.7 Выводы к Главе 4

Глава 5 Геодезическая акустическая мода и режим удержания

плазмы в токамаке

§ 5.1 Зональные течения и

геодезическая акустическая мода в токамаке

§ 5.2 Наблюдение геодезической акустической моды в токамаке ТУМАН-ЗМ

§ 5.3 Модель инициирования ¿//-перехода в токамаке

вспышкой геодезической акустической моды

§ 5.4 Выводы к Главе 5

Заключение

Литература

222

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние электрических полей на удержание плазмы в токамаке»

Введение

Для протекания реакции ядерного синтеза ядра легких элементов (например, изотопов водорода - дейтерия или трития) должны быть сближены на малое расстояние, при котором ядерные силы преобладают над силами кулоновского расталкивания, и в результате слияния легких исходных ядер образуется новое, более тяжелое ядро. Дефект массы (разница между суммой масс исходных ядер и продуктов реакции) приводит к выделению энергии согласно формуле Эйнштейна Е = тс . Эта энергия очень велика, так для реакции Б-Т

О + Т = п + 4Не + 17.6 МэВ

она составляет 17.6 МэВ, причем 14.1 МэВ составляет кинетическая энергия образовавшегося нейтрона, а 3.5 МэВ приходится на энергию альфа-частицы. Существует большое количество реакций ядерного синтеза, они отличаются составом исходных элементов и продуктов реакции, а также имеют разные сечения. Самой легко-осуществимой является упомянутая выше О-Т реакция. Возможно, однако, что более перспективными в итоге окажутся другие реакции, например «безнейтронные» реакции Б- Не

В + 3Не = р + 4Не + 18.353 МэВ

поскольку отсутствие нейтронов высокой энергии снимает проблему возникновения наведенной долгоживущей радиоактивности в элементах конструкции термоядерного реактора.

Для сближения ядер исходных элементов на малое расстояние, необходимое для протекания реакции синтеза, они должны иметь высокую

кинетическую энергию, что можно обеспечить, нагрев исходное топливо до высокой температуры (сотни миллионов градусов). При таких температурах вещество существует в состоянии полностью ионизованной плазмы и удерживается на солнце, например, гравитационными силами. В земных условиях, для осуществления УТС необходимо разрабатывать специальные устройства, способные удерживать столь горячую плазму с необходимой степенью термоизоляции в течение достаточно длительного времени. Важным критерием, характеризующим возможность осуществления

самоподдерживающейся управляемой термоядерной реакции в лабораторных условиях, является т.н. критерий Лоусона [1]. Для Б-Т реакции он имеет вид:

п тЕ > 1.5х1020 м"3с (1)

здесь п - плотность плазмы, а гЕ - время удержания энергии. Смысл критерия Лоусона состоит в том, что он определяет минимально допустимое произведение плотности горячей плазмы на ее время удержания, при котором величина выделяемой мощности термоядерного синтеза будет превосходить мощность, затрачиваемую на разогрев плазмы до необходимой температуры.

Критерий Лоусона может быть уточнен [2], имея в виду, что правая часть (1) на самом деле является функцией температуры ~ (\21<о\»)Т1Еа, где <<ж> -усредненное по функции распределения произведение сечения ядерной реакции на скорость, 2?а=3.5МэВ - энергия а-частицы. Численное значение (12/<о\»)Т/Еа =10 в правой части (1) соответствует минимуму этой функции, достигаемому при Г=30кэВ. Поскольку время удержания энергии тЕ в (1) также зависит от температуры плазмы, оптимальная для УТС температура оказывается несколько ниже этого значения.

В диапазоне температур 10-20кэВ сечение термоядерной реакции хорошо аппроксимируется формулой [2]

<оу> = 1.1х10"24Г2м3с"1

В результате, вместо (1) получаем более строгий критерий

п ТтЕ > 5x1021 м"3кэВ с (2)

связывающий три важнейших параметра плазмы - плотность, температуру и время удержания энергии, необходимые для получения в ходе термоядерной реакции синтеза мощности энерговыделения, превышающей мощность потерь энергии из плазмы, и известный как «тройное произведение».

Таким образом, осуществление УТС, согласно критерию (2), возможно с использованием двух принципиально разных подходов:

- увеличение плотности и/или температуры плазмы (т.е. ее давления), при относительно низком времени удержания;

- увеличение времени удержания, при относительно низком давлении.

При первом подходе, получившем название инерционного термоядерного синтеза, термоядерное горючее (твердая О-Т смесь) подвергается сжатию и нагреву (например, в результате облучения пучками лазерного или рентгеновского излучения), вступает в реакцию, после чего продукты реакции свободно разлетаются. Фактически, удержание горячей плазмы в этой схеме отсутствует, поскольку по окончании сжатия плазма свободно расширяется в вакуум.

Во втором случае, горячая плазма относительно низкой плотности удерживается с помощью магнитного поля той или иной конфигурации, которое изолирует плазму от контакта со стенками установки. Нагрев плазмы производится за счет протекающих по ней токов (омический нагрев), и/или с применением других источников - электромагнитных волн или пучков атомов высокой энергии. Данная схема получила название магнитного УТС. Среди устройств, применяемых для магнитного удержания плазмы, наиболее

успешными оказались установки с тороидальной конфигурацией удерживающего магнитного поля, а среди них - токамаки и стеллараторы.

Наиболее существенный прогресс в осуществлении идеи УТС достигнут на установках с магнитным удержанием высокотемпературной плазмы -токамаках. В настоящее время закончено проектирование и начато сооружение экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, основанного на концепции токамака. Однако проблемы нагрева и удержания плазмы в таких системах решены еще не полностью. В частности, необходимо разработать сценарии наиболее эффективного получения плазмы с требуемыми параметрами (температура, плотность, время удержания энергии). Для достижения необходимого уровня экономической эффективности необходимо научиться управлять режимом удержания плазмы, для чего требуется глубокое понимание физических механизмов, ответственных за перенос вещества и энергии в плазме токамака-реактора.

Известно, что перенос энергии и частиц в плазме токамака (и других систем магнитного удержания) носит аномальный характер, т.е. определяется, в основном, турбулентностями плазмы, и существенно превышает предсказания неоклассической теории переноса, учитывающей движение заряженных частиц в реальной конфигурации стационарного магнитного поля, характерной для тороидальных систем. Более того, при интенсивном нагреве плазмы токамака происходит дальнейшее ухудшение удержания, что еще более усложняет задачу получения горячей плотной плазмы с термоядерными параметрами. Плохое удержание энергии и частиц в плазме токамаков в «обычных» режимах требует существенного увеличения размеров и других параметров (ток, магнитное поле) будущего термоядерного реактора на основе токамака, что означает его удорожание и снижение экономической эффективности. Поэтому при решении задачи оптимизации сценариев работы токамака-реактора особое значение приобретает открытие и исследование т.н. режимов улучшенного удержания - таких режимов, в которых существенно увеличено время удержания энергии гЕ и частиц Тр, по сравнению с «обычными» режимами. В

таких режимах формируются транспортные барьеры - сравнительно узкие пространственно локализованные области пониженных коэффициентов переноса. В зависимости от локализации транспортного барьера различают Н-моду - режим с формированием транспортного барьера на границе шнура, и режим с внутренним транспортным барьером (ВТБ) (обычно возникающим вблизи г/а~0.3-0.5). С точки зрения эффективности удержания энергии в плазменном шнуре наибольший интерес представляет //-мода, поскольку локализованный на границе шнура транспортный барьер способствует увеличению энергосодержания во всем объеме шнура. Переход в Н-моду может происходить как спонтанно, так и под воздействием различных возмущений плазменного шнура - триггеров. При этом время перехода обычно мало по сравнению с гЕ и т^. Непосредственно в момент перехода термодинамические параметры плазмы, такие как плотность и температура, не изменяются скачком, но начинают эволюционировать к новым равновесным значениям в результате формирования периферийного транспортного барьера. В результате, формируются новые пространственные профили плотности и температуры с пьедесталом - узкой областью периферийного транспортного барьера, характеризующейся сильными градиентами соответствующих параметров. Важнейшая проблема современной физики высокотемпературной плазмы -выяснение механизма подавления перноса в транспортном барьере и методов управления им. По-видимому, подавление переноса в периферийном транспортном барьере обусловлено снижением уровня турбулентности и аномального переноса частиц и энергии, вызванным пространственно-неоднородным вращением плазмы под воздействием неоднородного по радиусу радиального электрического поля. Интересно отметить, что источник свободной энергии, раскачивающий турбулентность - градиент давления плазмы, в результате перехода в Н-моду не только не исчезает, но даже возрастает. В целом, переход в //-моду является результатом сложного взаимодействия интенсивности и спектра плазменной турбулентности, величины и пространственного распределения скорости вращения плазмы и

радиального электрического поля, аномального транспорта тепла и частиц, и профилей термодинамических параметров плазмы - плотности и температуры.

Помимо чисто фундаментального значения, исследование физики ЬН перехода имеет и прикладное применение. Сценарии разряда сооружаемого в настоящее время токамка-реактора ИТЭР предполагают работу в режиме Н-моды, поскольку достижение необходимых для работы реактора параметров плазмы без использования //-моды потребовало бы увеличения размеров установки и мощности нагрева. Расчеты, проведенные в [3], показывают, что стоимость установки ИТЭР ¿Утей зависит от т.н. //-фактора (отношение времени удержания энергии в Я- и ¿-моде, Н=гЕн/гЕь) как ^ггея ~ Н~13. В результате, при работе в Ь-моде (Н= 1) стоимость установки ИТЭР составила бы -12300 млн. евро, вместо ~ 5000 млн. евро в случае достижения тех же параметров плазмы с использованием Н-моды (Н= 2).

В последние годы возникло и активно развивается еще одно возможное применение управляемой реакции синтеза - использование ее в качестве термоядерного источника нейтронов (ТИН). Перспективность этого направления исследований обусловлена возможностью применения потоков нейтронов в самых различных отраслях - в медицине, материаловедении, электронике и т. д. Относительная простота и экологическая безопасность ТИН по сравнению с нейтронными источниками на основе атомных реакторов деления определяет их потенциальные конкурентные преимущества. Для использования в качестве ТИН токамак не должен работать в режиме зажигания: в большинстве проектов ТИН предполагается, что реакция синтеза будет проходить между ионами фоновой плазмы (относительно холодной) и высокоэнергетичными ионами пучка, инжектируемого в плазму для ее нагрева. Кроме того, полезным эффектом, производимым ТИН, является не энергия как таковая, а поток нейтронов, используемый потребителями для различных нужд. Поэтому требования к энергетической эффективности токамака-ТИН существенно ниже, чем токамака-реактора. Тем не менее, и в токамаке-ТИН

необходимо обеспечить достаточно хорошее удержание фоновой плазмы, чтобы получить поток нейтронов достаточной интенсивности.

С другой стороны, хорошее удержание частиц, характерное для Н-моды, может оказаться не всегда полезным с точки зрения получения плазмы с параметрами, необходимыми для реализации УТС или ТИН. Слишком большое время удержания частиц может привести к чрезмерному накоплению примесей (например, гелиевой золы) в горячей области плазмы и, в результате этого, к росту радиационных потерь энергии, нарушению МГД-устойчивости и другим негативным последствиям. В идеале, оптимальным решением было бы осуществить режим удержания в плазме токамака с большим временем удержания энергии, но с относительно плохим удержанием частиц, чтобы не допустить чрезмерного накопления примесей. Таким образом, исследование процессов в плазме при переключении режимов удержания {ЬН- и НЬ-переходах), а также поиск способов управления удержанием, имеют важное практическое значение.

Исследование физики перехода в режимы улучшенного удержания, в частности, в Я-моду, в настоящее время составляет важнейшую часть экспериментальных и теоретических исследований по программе УТС. Данная диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию процессов, протекающих в плазме токамака при ЬН- и Я1,-переходах, как инициированных различными воздействиями, так и спонтанных. Особое внимание уделено механизмам генерации радиального электрического поля в токамаке, и его влиянию на подавление турбулентного переноса и формирование транспортного барьера.

Актуальность темы диссертации. Исследование режимов улучшенного удержания плазмы и методов управления ими является одной из важнейших задач современной физики высокотемпературной плазмы. Режим хорошего удержания плазмы (Я-мода) необходим для успешной работы сооружаемого в настоящее время экспериментального токамака-реактора ИТЭР. Отсутствие

этого режима потребовало бы для достижения условий зажигания термоядерной реакции значительно больших размеров установки и мощности нагрева плазмы. С другой стороны, слишком хорошее удержание частиц в плазме термоядерной установки ведет к накоплению примесей, что обуславливает интерес к поиску способов контролируемого отключения Н-моды. Таким образом, исследование механизмов инициирования ЬН- и НЬ-переходов представляется актуальным с практической точки зрения. Кроме того, понимание процессов, ответственных за переключение режима удержания плазмы в токамаке представляет интерес и с точки зрения фундаментальной науки, поскольку способствует пониманию процессов, ответственных за взаимодействие электрического поля, профиля скорости вращения и уровня аномального переноса в плазме.

Исследования Н-моды и механизмов улучшения удержания при ЬН-переходе ведутся на многих термоядерных установках - токамаках и стеллараторах. Кроме того, в последние годы достигнут значительный прогресс и в теоретическом описании физики этих явления. В настоящее время общепринятой считается модель развития ¿Н-перехода в результате подавления аномального переноса пространственно-неоднородным вращением плазмы, вызванном ЕхВ дрейфом в неоднородном радиальном электрическом поле. Механизмы генерации радиального электрического поля, необходимого для инициирования ЬН- или //¿-перехода, могут быть разными, в зависимости от конкретного сценария эксперимента. Поиск общих закономерностей генерации радиального электрического поля и переключения режима удержания при различных воздействиях на плазму токамака является актуальной научной проблемой.

Исследованию процесса переключения удержания плазмы в тороидальных системах, и в том числе - роли радиального электрического поля, посвящено большое количество статей в научных журналах - как оригинальных, так и обзорных.

Результаты экспериментальных и теоретических исследований физики Н-моды и процессов, ответственных за переключение режима удержания в тороидальных установках, регулярно докладываются на крупных международных конференциях, таких как Конференция МАГАТЭ по Энергии ядерного синтеза (IAEA Fusion Energy Conference), Конференция европейского физического общества по физике плазмы (EPS Conference on Plasma Physics), Международный конгресс по физике плазмы (International Congress on Plasma Physics), Международная Конференция в г.Токи (Япония) по физике плазмы (International Toki Conference), и Международная Школа-конференция в Алуште (Alushta International Conference-School). В России ежегодно проходит Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, недавно получившая статус международной. Кроме того, регулярно проводятся более специализированные мероприятия, такие как Совещание по физике Н-моды и транспортных барьеров (Workshop on Я-mode Physics and Transport Barriers), присоединенное к Конференции ЕФО, Совещание по электрическим полям в плазме (EPS satellite meeting on Radial Electric Field) и другие.

В подавляющем большинстве работ, посвященных переключению удержания, исследуется какой-либо один конкретный сценарий инициирования перехода - например, при включении того или иного источника дополнительного нагрева, или при поляризации периферийной плазмы. При этом общие закономерности этих процессов часто остаются в тени. Поэтому представляется актуальным исследовать возможность инициирования LH- и //¿-переходов в различных экспериментальных условиях на одной установке, и выявить универсальные физические механизмы и закономерности, проявляющиеся при этом.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является выявление общих закономерностей поведения радиального электрического поля, проявляющихся в различных экспериментальных сценариях LH- и HL-

перходов, и посторенние модели переключения режимов удержания в токамаке под воздействием возмущения радиального электрического поля.

С этой целью решались следующие основные задачи:

• Усовершенствование диагностического комплекса токамака ТУМАН-ЗМ для обеспечения возможности измерения потенциала плазмы и радиального электрического поля в разных режимах;

• Исследование LH- и HL-переходов при динамическом воздействии на плазменный шнур - быстром магнитном сжатии/расширении и подъеме/сбросе плазменного тока с целью выяснения механизма, ответственного за переключение удержания;

• Измерение потенциала и радиального электрического поля при возникновении в плазме МГД-возмущения типа вращающегося магнитного острова, и выяснение его роли при развитии HL-перехода в этом режиме;

• Исследование осциллирующей компоненты возмущения потенциала и радиального электрического поля при возникновении в плазме колебаний Геодезической Акустической Моды (GAM), и выяснение роли этих колебаний в инициировании ¿//-перехода;

® Исследование механизма /,Я-перехода при низкой плотности плазмы при инжекции нагревного атомарного пучка навстречу плазменному току (counter-NBI), определение роли радиального электрического поля и потенциала плазмы в этом режиме;

Научная новизна данной работы заключается в исследовании большого количества разнообразных экспериментальных сценариев LH- и Я/,-переходов в токамаке, и анализе результатов этих экспериментов в рамках общей парадигмы подавления аномального переноса неоднородным вращением плазмы в скрещенных электрическом и магнитном полях. В результате выполнения работы:

• Впервые продемонстрирована возможность инициирования LH-перехода в результате быстрого магнитного сжатия плазмы или подъема плазменного

тока, а также ЯЬ-перехода - при быстрой магнитной декомпрессии плазмы или сбросе плазменного тока;

• Показано, что переключение удержания в этих режимах является результатом генерации радиального электрического поля того или иного знака (в зависимости от вида воздействии на плазму), вызванной возмущением электронного дрейфа Уэйра;

• Впервые экспериментально обнаружена генерация положительного радиального электрического поля под воздействием вращающегося магнитного острова. Показано, что данное поле не локализовано на границе плазменного шнура, но затрагивает и центральные области плазмы. С привлечением данного механизма, объяснено наблюдаемое в эксперименте инициирование Я1,-перехода в результате вспышки МГД-активности;

• Экспериментально продемонстрирована возможность инициирования LH-перехода в плазме аномально низкой плотности при инжекции атомарного нагревного пучка навстречу току плазмы. Впервые показано, что инициирование ЬЯ-перехода в таком сценарии не связано с нагревом плазмы или столкновительной передачей ей импульса от атомарного пучка, но может быть объяснено генерацией отрицательного радиального электрического поля в результате потерь быстрых ионо;

• Впервые в ходе численного моделирования продемонстрирована возможность инициирования ¿Я-перехода вспышкой GAM.

Практическая значимость работы заключается в разработке принципов и экспериментальных методов инициирования LH- и Я£-переходов в токамаке, что представляется важным с точки зрения осуществления управления удержанием в токамаке-реакторе. Выявление роли радиального электрического поля в процессах переключения режима удержания будет способствовать оптимизации сценариев работы существующих и сооружаемых тороидальных термоядерных установок.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Установление универсальной роли радиальных полей и токов в инициировании LH- и Я1,-переходов в токамаке.

2. Выяснение механизма генерации радиального электрического поля и переключения режима удержания под воздействием возмущения тороидального электрического поля при динамическом воздействии на профиль тока в токамаке: магнитном сжатии/декомпрессии и подъеме/сбросе тока по плазме.

3. Обнаружение с помощью HIB Р-диагностики генерации положительного радиального электрического поля величиной до 5.5 кВ/м при развитии в плазме токамака МГД-неустойчивости, приводящей к образованию вращающегося магнитного острова и исследование влияния этого поля на режим удержания плазмы.

4. Выяснение особенностей механизма инициирования ¿Я-перехода при инжекции нагревного атомарного пучка в направлении навстречу плазменному току. Определение механизма генерации радиального электрического поля и тороидального вращения в этом сценарии в результате возникновения радиального тока, переносимого неудерживаемыми быстрыми ионами.

19 3 19 3

Снижение порога по плотности для ЬЯ-перехода с 1.25-10 м" до 0.5-10 м" .

5. Наблюдение колебаний геодезической акустической моды на потенциале в центральной части плазмы токамака и корреляции ее эволюции с переключением режима удержания. Модель инициирования ¿Я-перехода при развитии этой моды.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы неоднократно докладывались на семинарах лаборатории физики высокотемпературной плазмы ФТИ им. А.Ф. Иоффе, на конкурсах ФТИ на лучшую научную работу (Премия ФТИ за 1999 и 2001гг., Премия Отделения физики плазмы, атомной физики и астрофизики за 2007г.), совместных

семинарах ФТИ им. А.Ф. Иоффе - Culham Laboratory и ФТИ им. А.Ф. Иоффе -Helsinki University of Technology, а также на всероссийских и международных совещаниях и конференциях:

Звенигородская (Международная) конференция по физике плазмы и УТС (Звенигород-1998.. .2011гг.);

EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (Amsterdam-1990, Berlin-1991, Lisboa-1993, Monpellier-1994, Bournemouth-1995, Berchtesgaden-1997, Praha-1998, Maastricht-1999, Budapest-2000, Madeira-2001, Montreux-2002, St.Petersburg-2003, London-2004, Tarragona-2005, Rome-2006, Warsaw-2007, Hersonissos-2008, Dublin-2010, Strasbourg-2011, Stockholm-2012);

American Physical Society Division of Plasma Physics Annual Meeting (APS DPP Seatle-1992, Long Beach-2001, Savannah-2004)

IAEA Fusion Energy Conference (Yokohama-1998, Sorrento-2000, Lyon-2002, Vilamora-2004, Chengdu-2006, Geneva-2008, Daejeon-2010, San Diego-2012);

International Congress on Plasma Physics (Sydney-2002, Kiev-2006);

Technical Meeting/Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers (WS on H-mode and ТВ Tsukuba-2007, Princeton-2009, 0xford-2011, Fukuoka-2013)

IAEA Technical Committee Meeting on Research Using Small Tokamaks (IAEA TCM RUST San Paulo-1993, Chengdu-1999, Vienna-2008);

International Conference and School on Plasma Physics and Controlled Fusion (Alushta-2004, 2006, 2012);

По результатам работы автором опубликовано 42 научных работы, из них 20 - в рецензируемых журналах и 22 - в сборниках трудов конференций.

Личный вклад автора. Все новые научные результаты получены с определяющим участием автора. Автор принимал непосредственное участие в разработке сценариев, осуществлении экспериментов на токамаке ТУМАН-ЗМ и анализе их результатов. Измерения потенциала плазмы и радиального

электрического поля с помощью НЮ Р-диагностики и электростатических зондов во всех экспериментах выполнены лично автором работы. Автор принимал непосредственное участие в анализе данных других диагностик, несущих информацию об удержании плазмы и эволюции электрического поля.

Диссертация состоит из 5 Глав, Введения и Заключения. Общий объем диссертация 235 страниц, включая 68 рисунков, 6 таблиц и список литературы из 127 наименований.

В Главе 1 на примере токамака ТУМАН-ЗМ рассмотрены основные характеристики Я-моды и описаны методы экспериментального исследования Я-моды, использованные в диссертации, в частности - Н1ВР-диагностика. Сформулированы основные свойства Я-моды, описаны экспериментальные данные, полученные в омической Я-моде на токамаке ТУМАН-ЗМ и позволяющие сделать выводы об основных взаимосвязях между явлениями, наблюдаемыми при ЬН переходе, в частности о взаимодействии радиального электрического поля, уровня турбулентности и режима удержания.

В Главе 2 исследованы режимы с динамическим воздействием на плазменный шнур - магнитным сжатием/декомпрессией и быстрым подъемом/сбросом плазменного тока. Показано, что переключение режима удержания {ЬН и НЬ переходы) в этих режимах обусловлено воздействием на величину продольного электрического поля, которое, в свою очередь, приводит к изменению радиального электрического поля на границе шнура, изменению турбулентного переноса и формированию или разрушению периферийного транспортного барьера.

В Главе 3 приведены результаты исследования радиального электрического поля и переключения режима удержания при возникновении в плазме интенсивных МГД-колебаний с малыми полоидальными и тороидальными числами модовыми ш,п (вращающегося магнитного острова). Показано, что отключение Я-моды {НЬ переход), наблюдаемое при возникновении вспышки МГД-активности, может быть интерпретировано в

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аскинази, Леонид Георгиевич, 2013 год

Литература

1. Lawson J. D., Some criteria for a power producing thermonuclear reactor. // Proc. of the Phys. Soc., Sec. B. - 1957. - V. 70, part 1. - P. 6.

2. J Wesson, Tokamaks. - Oxford: Oxford University Press, 2004

3. Fukuyama A., Itoh K. and Itoh S.-I., A consistency analysis of tokamak reactor plasmas. // Fusion Eng. Des. - 1992. - 15. - P. 353

4. ITER Physics Basis: Chapter 2: Plasma confinement and transport // Nuclear Fusion. - 1999. - V. 39. - 2175.

5. Wagner F et al., Regime of Improved Confinement and High Beta in Neutral-Beam-Heated Divertor Discharges of the ASDEX Tokamak. // Phys. Rev. Lett. -1982.-V. 49.-P. 1408.

6. Wagner F, A quarter-century of H-mode studies. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2007. - V. 49. - P. B1-B33.

7. Г.М. Воробьев, С. Горностаев, А. Григорьев и др., Эксперименты по омическому нагреву и сжатию плазмы на токамаке «Туман-3». // Физика плазмы. - 1983. - Т. 9. - С. 105

8. Л.Г. Аскинази, Н.Е. Богданова, В.Е. Голант, М.П. Грязневич, А.Б. Извозчиков, С.В. Лебедев, Н.В. Сахаров, К.Г. Шаховец, Исследование быстрого подъема тока в стационарной стадии разряда на установке «ТУМАН-3». // Вопросы атомной науки и техники, сер. «Термоядерный синтез». - 1988. - Вып. 3. - С. 53.

9. Л.Г. Аскинази, Т.Ю. Акатова, В.Е. Голант и др., Режим омического нагрева с высокой плотностью на токамаке ТУМАН-3. // Письма в ЖЭТФ. - 1990. -Т. 52. - Вып. 3. - С. 786.

10.V. Е. Golant, М. V. Andrejko, L. G. Askinazi, V. A. Korneev, S. V. Krikunov, В. M. Lipin, S. V. Lebedev, L. S. Levin, K. A. Podushnikova, G. T. Razdobarin, V. A. Rozhansky, V. V. Rozhdestvensky, M. Tendler, A. S. Tukachinsky and S. P. Jaroshevich. Experimental results from the TUMAN 3 tokamak. // Proc.

International Congress on Plasma Physics, Foz do Iguacu, Brasil, 1994. - AIP Press.- 1994. -V. 345.- P. 143-149.

11.T.Yu. Akatova, L.G. Askinazi, S.V. Lebedev et al, Investigation of improved confinement regimes and density limit in TUMAN-3 tokamak. // Proc. 13th IAEA Conf. on Plasma Phys. and Controll. Nuclear Fusion Res., Washington, 1990. -1990.-V. I.-P. 509

12.L.G. Askinazi, A.I. Arbuzov, V.I. Afanas'ev et al, Ohmic H-mode in TUMAN-3 tokamak. // Proc. 17th EPS Conf. on Controll. Fusion and Plasma Heating, Amsterdam, 1990. - ECA. - 1990. - V. 14B, part I. - P. 299-302.

13.L.G. Askinazi, V.E. Golant, S.V. Lebedev et al, Radial current in a tokamak caused by a biased electrode. // Nuclear Fusion. - 1992. - V. 32. - N. 2. - P. 271277.

14.L.G.Askinazi, V.E.Golant, S.V.Lebedev et al, H-mode in the TUMAN-3 tokamak triggered by edge plasma perturbations. // Phys.Fluids B. - 1993. - V. 5. - P. 2420-2427.

15.L.G.Askinazi, V.T.Golant, S.V.Lebedev, L.S.Levin, V.A.Rozhansky, M.Tendler, H-mode triggering by radial electric field in TUMAN-3M tokamak. // Czechoslovak Journal of Physics. 1998. - V. 48. - N. 12. - Supplement S3. - P. 47-51.

16.M.B. Андрейко, Л.Г. Аскинази, B.E. Голант, B.A. Корнев, C.B. Лебедев, JI.C. Левин, А.С. Тукачинский, Исследование предельных (3 в экспериментах со сбросом тока на токамаке ТУМАН-ЗМ. // Физика плазмы,- 1999.- Т. 25.-С. 128-133

17.L.G. Askinazi, A.V. Andreiko, V.E. Golant, V.V. Dyachenko, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, S.V. Lebedev, L.S. Levin, V.V. Rozhdestvensky, A.I. Smirnov, O.N. Shcherbinin, A.S. Tukachinsky and S.P. Yaroshevich. High (3 studies in current ramp down scenarios in tokamak TUMAN-3M. // Proc. 1998 ICPP & 25th EPS Conf. Contr. Fusion and Plasma Physics, Praha, Czech Respublic, 1998. - ECA.-1998.-V. 22C.- P. 580-583.

18.M.V. Andrejko, L.G. Askinazi, V.E. Golant, V.A. Kornev, S.V. Lebedev, L.S.

Levin, A.S. Tukachinskij, N.A. Zhubr, Edge transport barrier evolution in current ramp down experiment in ohmic H-mode on TUMAN-3M tokamak. // Proc. 26th EPS Conf. Contr. Fusion and Plasma Physics, Maastricht, Germany, 1999. -ECA.- 1999. - V. 23J.- P. 1757-1760.

19.L.G. Askinazi, V.V. Bulanin, V.A. Kornev et al, Confinement bifurcation initiated by plasma current profile and toroidal electric field perturbations in the TUMAN-3M tokamak. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2011. - V. 53. - P. 035011.

20.L.G. Askinazi, V.E. Golant, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, S.V. Lebedev, L.S. Levin, V.A. Rozhansky, M. Tendler, A.S. Tukachinsky, M.I. Vildjunas, S.P.

Voskoboinikov, N.A. Zhubr, The H-mode transition mechanism studies using

th

different edge plasma perturbations on the TUMAN-3M tokamak. // Proc. 27 EPS Conf. Contr. Fusion and Plasma Physics, Budabest, Hungary, 2000.- ECA. -2000. - V. 24B.- P. 520-523.

21.M.V. Andreiko, L.G. Askinazi, V.E. Golant, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, S.V. Lebedev, V.A. Rozhansky, V.V. Rozhdestvensky, E.A. Shevkin, A.I. Smirnov, M. Tendler, A.S. Tukachinsky, M.I. Vildjunas, S.P. Voskoboynikov, N.A. Zhubr, Confinement Bifurcations by Poloidal Magnetic Flux Perturbations in the TUMAN-3M // Proc. 29th EPS Conf. Plasma Physics and Contr. FusionMontreux, Switzerland, 2002 - ECA. - 2002. - V. 26B.- P. 0-1.02

22.M.V. Andreiko, L.G. Askinazi, V.E. Golant, N.A. Zhubr, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, S.V. Lebedev, L.S. Levin, G.T. Razdobarin, V.V. Rozhdestvensky, V.A. Rozhansky, A.I. Smirnov, M. Tendler, A.S. Tukachinsky, S.P. Yaroshevich, Internal transport barrier and (3 limit in ohmically heated plasma in TUMAN-3M. // Proc. 17th Fusion Energy Conference, Yokohama, Japan, 1998. - 1998. -EXP1/09

23.ASKINAZI Leonid, ANDREJKO Michael, GOLANT Victor, KORNEV Vladimir, KRIKUNOV Sergei, LEBEDEV Sergei, ROZHANSKY Vladimir, TENDLER Michael, TUKACHINSKY Alexander, VILDJUNAS Maxim, VOSKOBOINIKOV Sergei and ZHUBR Nikolai, Effects of the Toroidal Electric

Field Perturbation on the Radial Electric Field and Confinement Bifurcation in the TUMAN-3M Tokamak. // J. Plasma Fusion Res. SERIES. - 2001. - V. 4. - P. 224-228.

24.S V Lebedev, M V Andreiko, L.G. Askinazi et al, Experimental study of the (3 limit in ohmic H-mode in the TUMAN-3M tokamak. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 1998. - V. 40. - P. 741-746.

25.S V Lebedev, M V Andrejko, L.G. Askinazi et al, H-mode studies on TUMAN-3 and TUMAN-3M. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 1996. - V. 38. - P. 11031105.

26.M.V. Andreiko, L.G. Askinazi, V.E. Golant et al, Confinement bifurcation by magnetic compression on TUMAN-3. // Proc. 27th EPS Conference on Contr. Fusion and Plasma Phys. Budapest, 12-16 June 2000. - ECA. - 2000. - V. 24B. -P. 524-527.

27.M. V. Andreiko, L. G. Askinazi, V. V. Bulanin et al, Confinement Bifurcation by Current Density Profile Perturbation in TUMAN-3M Tokamak. // Proc. 18th IAEA Fusion Energy Conference, Sorrento, 2000. - 2000. - P. CN-77-EXP5/18.

28.S.V.Lebedev, M.V. Andreiko, L.G. Askinazi et al, Role of Magnetic Flux Perturbations in Confinement Bifurcations in the TUMAN-3M. // Proc. 19th IAEA Fusion Energy Conf., 2002, Lyon. - ECA. - 2002. - P. CN-94-EX/P1-03.

29.Л.Г. Аскинази, B.B. Буланин, B.B. Дьяченко, и др., Исследование флуктуаций плазмы в токамаке ТУМАН-ЗМ при различных видах перехода в Н-моду. // Физика плазмы. - 2002. - Т. 28. - С. 1-9.

30.Askinazi L.G., Golant V.E., Lebedev S.V., Kornev V.A., Krikunov S.V., Tukachinsky A.S., Vildjunas M.I., Zhubr N.A. Plasma potential structure nearby the magnetic island in the TUMAN-3M tokamak. // Proc. 23rd EPS Conf. Plasma Physics, Tarragona, Spain, 2005. - ECA.- 2005. - V. 29С,- P. P-5.071

31.V.V. Bulanin, L.G. Askinazi, I.N. Chugunov et al, Influence of low-frequency MHD bursts on plasma rotation near the peripheral transport barrier in TUMAN-3M tokamak. // Proc. 33rd EPS Conference on Plasma Phys. Rome, 19 - 23 June 2006. - ECA. - 2006. - V. 301. - P. P-4.106

32.L.G. Askinazi, V.E. Golant, V.A. Kornev, et al, Radial electric field evolution in the vicinity of a rotating magnetic island in the TUMAN-3M tokamak. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2006. - V. 48. - P. A85-A91.

33.L.G. Askinazi, V.A. Kornev, S.V. Krikunov et al Plasma potential evolution in various operational modes in the TUMAN-3M tokamak. // Proc. 34th EPS Conference on Plasma Phys. Warsaw, 2 - 6 July 2007. - ECA. - 2007. - V. 31F. -P. P-5.092.

34.L.G. Askinazi, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, et al, Radial electric field evolution in various operational modes in the TUMAN-3M tokamak. // Journal of Physics: Conference Series 123. - 2008. - P. 012010.

35.G. Van_Oost, V.V.Bulanin, A.J.Donne, ... L.G.Askinazi ....et al, Multi-machine studies of the role of turbulence and electric fields in the establishment of improved confinement in tokamak plasmas. // Plasma Phys. Control. Fusion. -2007. - V. 49. - P. A29.

36.S.V. Lebedev, L.G. Askinazi, F.V. Chernyshev, et al, Counter-NBI assisted LH transition in low density plasmas in the TUMAN-3M. // Nucl. Fusion. - 2009. -V. 49. - P. 085029.

37.L.G. Askinazi, F.V. Chernyshev, M.A. Irzak, A.D. Komarov, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, L.I. Krupnik, S.V. Lebedev, A.D. Melnik, D.V. Razumenko, V.V. Rozhdestvensky, A.I. Smirnov, A.S. Tukachinsky, M.I. Vildjunas, N.A. Zhubr. Study of NBI-caused LH transition at low density in the TUMAN-3M tokamak // Proc. 37th EPS Conf. Plasma Physics.- Dublin, Ireland, 2010.- ECA.- V. 34A.-P. PI.1005.

38.S.V. Lebedev, L.G. Askinazi, F.V. Chernyshev, V.E. Golant, M.A. Irzak, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, A.D. Melnik, D.V. Razumenko, V.V. Rozhdestvensky, A.A. Rushkevich, A.I. Smirnov, A.S. Tukachinsky, M.I. Vild'junas, N.A. Zhubr. Counter-NBI Assisted LH Transition in Low Density Plasmas in the TUMAN-3M. // 22th Fusion Energy Conference - Geneva, Switzerland, 2008. - P. EX/P3-10.

39.S.V. Lebedev, L.G. Askinazi, A.G. Barsukov, F.V. Chernyshev, V.E. Golant,

V.A. Kornev, S.V. Krikunov, V.V. Kuznetsov, A.D. Melnik, A.A. Panasenkov, A.R. Polevoi, D.V. Razumenko, V.V. Rozhdestvensky, A.I. Smirnov, G.N. Tilinin, A.S. Tukachinsky, M.I. Vildjunas, N.A. Zhubr. Plasma Heating by Neutral Beam Injection in the TUMAN-3M Tokamak // Proc. 21st IAEA Fusion Energy Conference. - Chengdu, China, 2006. - P. EX/P3-15. 40.A.S.Tukachinsky, L.G.Askinazi, F.V.Chernishev et al. Role of radial electric field in ZJZ-transition triggered by counter-NBI at low plasma density in the TUMAN-3M tokamak. // PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. Series: Plasma Physics. - 2008. - V. 14. - N. 6. - P. 22-24 41.S.V. Lebedev, L.G. Askinazi, Chernyshev, V.E. Golant, M.A. Irzak, V.A. Kornev, S.V. Krikunov, A.D. Melnik, D.V. Razumenko, V.V. Rozhdestvensky, A.A. Rushkevich, A.I. Smirnov, A.S. Tukachinsky, M.I. Vild'junas and N.A. Zhubr. Low Density LH Transition Triggered by Counter-NBI in the TUMAN-3M Tokamak. // Proc. 35th EPS Conf. on Plasma Phys. - Hersonissos, Greece, 2008. -V. 32D.-P. P-1.080

42.Л.Г. Аскинази, М.И. Вильджюнас, B.A. Корнев, C.B. Лебедев, A.C. Тукачинский. Радиальный ток в токамаке при инжекции нейтрального пучка. // Письма в ЖТФ. - 2013. - том 39. - вып. 4. - 73-78

43.М.И. Вильджюнас, В.А. Корнев, Л.Г. Аскинази, С.В. Лебедев, A.C. Тукачинский. Оптимизация геометрии ввода нагревного нейтрального пучка в токамак «ТУМАН-ЗМ». // Письма в ЖТФ. - 2013. - том 39. - вып. 22. -80-87

44.L.C. Johnson and Е. Hinnov, Ionization. Recombination and population of excited levels in hydrogen plasmas. // J. of Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. -1973.-V. 13.-P. 333-358

45. Аскинази Л.Г. Поведение электронной концентрации в режимах с улучшенным удержанием в токамаке ТУМАН-3, диссертация на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук. - СПб, 1994.

46.Тукачинский A.C., Электронный энергобаланс в режимах с улучшенным удержанием при омическом нагреве плазмы в токамаке ТУМАН-ЗМ,

диссертация на соискание ученой степени кандидата физ-мат. наук. - СПб, 2008.

47.Bulanin V V, Grinshtain Ya M, Korneev D О et al. // Proc. 18th EPS Conference on Contr. Fusion and Plasma Phys., Berlin, 1991. - 1991. - ECA. - V. 15C, part IV.-321.

48.S. P. Hirshman and D. J. Sigmar, Neoclassical transport of impurities in tokamak plasmas. // Nucl. Fusion. - 1981. - V. 21. - P. 1079.

49.H. Biglari, P.H. Diamond and P.W. Terry Influence of sheared poloidal rotation on edge turbulence. // Phys. Fluids B. - 1990. - V. 2. - P. 1.

50. P. W. Terry, Suppression of turbulence and transport by sheared flow. // Rev. of Mod. Phys. - 2000. - V. 72. - P. 109.

51.R. J. Taylor, M. L. Brown, B. D. Fried, et al, Я-mode behavior induced by cross-field currents in a tokamak. // Phys.Rev.Lett. - 1989. - V. 63. - P. 2365.

52.Van Nieuwenhove R. et al. // Proc. 18th EPS Conf. on Contr. Fusion and Plasma Phys., Berlin (1991). - 1991. - ECA. - V. 15C. - P. 405.

53.R.R. Weynants, G. Van Ost, G. Bertschinger et al, Confinement and profile changes induced by the presence of positive or negative radial electric fields in the edge of the TEXTOR tokamak. // Nuclear Fusion. - 1992. - V. 32. - P. 837.

54. F.L.Hinton and R.D.Hazeltine, Theory of plasma transport in toroidal confinement systems. // Rev. Mod. Phys. - 1976. - V. 48. - P. 239

55. К H Burrell, T N Carlstrom, E J Doyle et al., Physics of the L-mode to H-mode transition in tokamaks. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 1992. - V. 34. - P. 1859.

56.L.G.Askinazi, V.E.Golant, V.A.Kornev, S.V.Krikunov, S.V.Lebedev, A.G.Somov, A.S.Tukachinsky, M.I.Vildjumas, N.A.Zhubr, Peripheral radial electric field evolution during the ohmic Я-mode transition in the TUMAN-3M tokamak. // Proc. 31st EPS Conference on Plasma Phys, London, 28 June - 2 July 2004. - 2004. - ECA. - V. 28G. - P. P-4.153

57.F.C. Jobes, R.L. Hickok, A direct measurements of plasma space potential. // Nuclear Fusion. - 1970. - V. 10. - N. 2. - P. 195

58.L.G.Askinazi, A.A.Chmyga, N.B.Dreval, V.E.Golant, S.M.Khrebtov, A.S.Komarov, V.A.Kornev, L.I.Krupnik, S.V.Lebedev, G.Van Oost, E.A.Shevkin, M.Tendler, A.S.Tukachinsky, N.A.Zhubr. First HIBP Measurement of Plasma Potential During the //-Mode Transition on the TUMAN-3M Tokamak. // ICPP 2002: 11th International Congress on Plasma Physics, Sidney, Australia, 2002. -AIP Conf. Proc. - 2002. - V. 669.- P. 171-178

59.V. Melnikov and S. V. Perfilov, Effect of the sample volume splitting in heavy ion-beam probing (HIBP) for spherical tokamaks (by the example of HIBP for mega ampere spherical tokamak). // Rev. Sci. Instrum. - 1999. - V. 70. - P. 1402

60.L. G. Askinazi, V. A. Kornev, S. V. Lebedev, A. S. Tukachinsky, N. A. Zhubr, N. B. Dreval and L. I. Krupnik, Heavy ion beam probe development for the plasma potential measurement on the TUMAN-3M tokamak. // Rev. Sci. Instrum. - 2004. - V. 75. - P. 3517-3519

61.F.H.Mull, T.P.Crowley, P.M.Schoch and K.A.Connor, Preliminary design of heavy ion beam diagnostic for the National Spherical Torus Experiment. // Rev. Sci. Instrum. - 1999. - V. 70. - P. 959

62.T.S. Green and G.A. Proca, A Parallel Plate Electrostatic Spectrograph. // Rev. Sci. Instrum. - 1970. - V. 41. - P. 1409

63.L.G.Askinazi, A.A.Chmyga, N.B.Dreval et al, Results from heavy ion beam probe diagnostics on the TUMAN-3M tokamak. // Proc. 28th EPS Conference on Contr. Fusion and Plasma Phys. Funchal, 18-22 June 2001. - 2001. - ECA. - V. 25A. -P. 405. . //

64.S. Nedzelskiy N. B. Dreval, S. M. Khrebtov, A. D. Komarov, A. S. Kozachok, and L. I. Krupnik. Modified biased split detectors for the HIBP electrostatic energy analyzer. // Rev. Sci. Instrum. - 2001. - V. 72. - N. 1. - P. 575.

65.T.C. Hender, J.C Wesley, J. Bialek et al, in PROGRESS IN THE ITER PHYSICS BASIS: Chapter 3: MHD stability, operational limits and disruptions. // Nucl. Fusion. - 2007. - V. 47. - P. S128.

66.L.L. Lao, J.R. Ferron, T.S. Taylor, et al., Regimes of improved Confinement and Stability in DIII-D obtained through current profile modifications. // Proc. 14th

IAEA Conf. Plasma Phys. and Contrail. Nucl. Fusion Res. Wuerzburg, 1992. -1992.-V. l.-P. 565.

67.K. Toi, K. Kawahata, S. Morita, et al., Role of Edge Magnetic Shear on the Limiter H-Mode Transition of the JIPP T-IIU Tokamak. // Phys. Rev. Lett. -1990.-V. 64.-P. 1895.

68.M. F. F. Nave, G. T. A. Huysmans, B. Balet, B. de Esch, R. Gianella, C. Gowers, T. Jones, R. Konig, P. Lomas, V. V. Parail, F. Rimini, B. Schunke, and P. Thomas, in Proc. 24th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics, Berchtesgaden. // ECA. - 1997. - V. 21 A. - Part I. - P. 1.

69.S.J. Fielding, A.R. Field, M. Valovic, et al., The influence of MHD instabilities on the COMPASS-D H-mode threshold. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2000. -V. 42. - P. A191.

70.V. Rozhansky, L. Popov and S. Voskoboynikov, Modelling of internal transport barrier formation on TUMAN-3M tokamak. // Proc. 25th EPS Conf. on Control. Fusion and Plasma Phys Praha. - 1998. - ECA. - V. 22A. - P. 1876.

71.Haines M. and Martin P., The breaking of up-down symmetry of trapped particle orbits by a toroidal electric field. // Phys. Plasmas. - 1996. - V. 3. - P. 4536.

72.M. Greenwald, J.L. Terry, S.M. Wolfe et al., A new look at density limits in tokamaks. // Nuclear Fusion. - 1988. - V. 28. - P. 2199.

73.Troyon F, Gruber R, Saurenmann H, Semenzato S and Succi S, MHD Limits to Plasma Confinement. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 1984. - V. 26. - P. 209.

74.F. Ryter, The Я-mode threshold database group. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2002. - V. 44. - P. A415.

75.V. A. Rozhansky, S. P. Voskoboinikov and A. Yu. Popov, Radial electric field during dynamic processes in a tokamak and LH transitions. // Plasma Physics Reports. - 2001. - V. 27. - P. 205.

76.V. Rozhansky, Understanding transport barriers through modeling. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2004. - V. 46. - P. Al

77. J Wesson, Tokamaks. // 2004. - Oxford University Press. - P. 303-435.

78.C.B. Мирнов, Физические процессы в плазме токамака. // 1985. - М.:

Энерогатомиздат. -С. 101.

79.P. Diamond, S-I Itoh, К Itoh and Т S Hahm, Zonal flows in plasma—a review. // Plasma Phys. Control Fusion. - 2005. - V. 47. - P. R35-R161.

80.M.Yu. Kantor, G. Bertschinger, P. Bohm et al, Thomson scattering diagnostic for study fast events in the TEXTOR plasma. // Proc. 36th EPS Conference on Plasma Phys. Sofia, June 29 - July 3, 2009. - 2009. - ECA. - V. 33E. - P. P-1.184.

81.Equipe TFR, Tokamak plasma diagnostics. // Nuclear Fusion. - 1978. - V. 18. -P. 713.

82.M.F.F. Nave and J.A. Wesson, Mode locking in tokamaks. // Nucl. Fusion. -1990.-V. 30.-P. 2575.

83.R.Fitzpatrick, R.J. Hastie, T.J. Martin, C.M. Roach, Stability of coupled tearing modes in tokamaks. // Nucl. Fusion. - 1993. - V. 33. - P. 1533.

84.В.А.Корнев, Л.Г.Аскинази, М.И.Вильджюнас и др., Возмущение электронной плотности в магнитных островах в токамаке ТУМАН-ЗМ. // Физ. плазмы. - 2005. - Т. 31. - С. 867.

85. D.J. Buliginskij, S.G. Goncharov, V.V. Dyachenko et al., Investigation of

th _

additional heating - plasma rotation in FT-1 tokamak. // Proc. 10 IAEA Conf. on plasma phys. and contr. nuclear fusion res., London, 1984. - 1984. - V. 1. - CN-44/F-II-4. - P. - 491

86.F. L. Waelbroeck and R. Fitzpatrick, Rotation and Locking of Magnetic Islands. // Phys. Rev. Lett. - 1997. - V. 78. - P. 1703.

87.E. Kaveeva and V. Rozhansky, Poloidal and Toroidal Rotations near Magnetic Islands and Transport Barrier Formation. // Proc. 30th EPS Conference on Contr. Fusion and Plasma Phys., St. Petersburg, 7-11 July 2003. - 2003. - ECA. - V. 27A.-P. P-3.150.

88.V.V. Bulanin, L.G. Askinazi, S.V. Lebedev et al., Plasma rotation evolution near the peripheral transport barrier in the presence of low-frequency MHD bursts in TUMAN-3M tokamak. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2006. - V. 48. - P. A101-A107.

89.E. Kaveeva, V. Rozhansky and M. Tendler, Interpretation of the observed radial

electric field inversion in the TUMAN-3M tokamak during MHD activity. // Nucl. Fusion. - 2008. - V. 48. - P. 075003. 90.1. Kaganovich and V. Rozhansky, Transverse conductivity in a braided magnetic

field. // Phys. Plasmas. - 1998. - V. 5. - P. 3901. 91.S.Takamura, N.Ohnishi, H.Yamada et al, Electric and magnetic structure of an edge plasma in a tokamak with a helical magnetic limiter. // Phys. Fluids. - 1987.

- V. 30. - P. 144.

92.X. Z. Yang, B. Z. Zhang, A. J. Wootton et al, The space potential in the tokamak text. // Physics of Fluids B: Plasma Physics. - 1991. - V. 3. - P. 3448.

93.B. Unterberg, C. Busch, M. de Bock et al, Impact of stochastic magnetic fields on plasma rotation and radial electric fields in the plasma edge of the tokamak TEXTOR. // Journal of Nuclear Materials. - 2007. - V. 363. - P. 698-702.

94.W.R. Hesst, C. DeMichelist, M. Mattiolit et al, Experimental study of ergodic edge plasmas with marfes in Tore Supra. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 1995. -V. 37.-P. 951.

95.B. Coppi, A. Airoldi, et al., Critical Physics Issues for Ignition Experiments. // MIT RLE Report PTP 99/06. - 1999.

96.Fielding S.J. et al 1995. // Proc. 15th IAEA Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Seville, Spain, 1994. - 1994. - V. 2. - P. 29

97.S.V.Lebedev, F. Ryter, H-U. Fahrbach et al, L-H transition at Low Densities in ASDEX Upgrade. // Proc. 31st EPS Conference on Plasma Phys. London, 28 June

- 2 July 2004. - 2004. - EC A. - V. 28G. - P. P-4.134.

98.P. Sauter, T. Putterich, F. Ryter et al, L- to //-mode transitions at low density in ASDEX Upgrade. // Nucl. Fusion. - 2012. - V. 52. - P. 012001

99.K. H. Burrell, S. Ejima, D. P. Schissel et al, Observation of an Improved Energy-Confinement Regime in Neutral-Beam - Heated Divertor Discharges in the DIII-D Tokamak. // Phys. Rev. Lett. - 1987. - V. 59. - P. 1432

100. H. R. Wilson, J. W. Connor, A.R. Field, S. J. Fielding, R. L. Miller et al, Ideal magnetohydrodynamic stability of the tokamak highconfinement-mode edge region. // Phys. Plasmas. - 1999. - V. 6. - P. 1925.

101. Т. Takizuka, Roles of aspect ratio, absolute В and effective Z of the Я-mode power threshold in tokamaks of the ITPA Database. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2004. - V. 46. - P. A227.

102. Y Andrew, R Sartori, E Righi et al, Я-mode access in the low density regime on JET. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2006. - V. 48. P. 479.

103. ASDEX team, The Я-mode of ASDEX. // Nucl. Fusion. - 1989. - V. 29. - P. 1959. . -

104. Y Andrew, N С Hawkes, M G O'Mullane et al, JET divertor geometry and plasma shape effects on the L-H transition threshold. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2004. - V. 46. -P. A87.

105. A E Hubbard, R L Boivin, J F Drake et al, Local variables affecting Я-mode threshold on Alcator C-Mod. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 1998. - V. 40. -P. 689.

106. T. N. Carlstrom and R. J. Groebner, Study of the conditions for spontaneous H (high)-mode transitions in DIII-D. // Phys. Plasmas. - 1996. - V. 3. - P. 1867.

107. T.C. Luce, K.H. Burrell, R.J. Buttery, J.C. DeBoo, J.R. Ferron, A.M. Garofalo, P. Gohil, D.A. Humphreys, G.L. Jackson, R.J. Jayakumar, J.E. Kinsey, R.J. La Haye, G.R. McKee, M. Okabayashi, C.C. Petty, P.A. Politzer, H. Reimerdes, D.J. Schlossberg, J.T. Scoville, M.W. Shafer, W.M. Solomon, E.J. Strait, and F. Volpe, Dependence of Confinement and Stability on Variation of the External Torque in the DIII-D Tokamak. // Proc. of the 21st IAEA Conference on Fusion Energy, Chengdu, 16-21 October 2006. - 2006. - P. PD-3.

108. Bugarya V.l., Gorshkov A.V., Grashin S.A., Ivanov I.V., Krupin V.A., Mel'nikov A.V., Razumova K.A., Sokolov Yu.A., Trukhin V.M., Chankin A.V., Yushmanov P.N., Krupnik L.I., Nedzel'skij I.S. Measurements of plasma column rotation and potential in the TM-4 Tokamak. // Nucl. Fusion - 1985 - V. 25- P. 1707.

109. Thyagaraja, F. Schwander, and K. G. McClements, Rotation driven by fast ions in tokamaks. // Phys. Plasmas. - 2007. -V. 14. - P. 112504.

110. P Gohil, G R McKee, D Schlossberg, L Schmitz and G Wang Dependence of

the Я-mode power threshold on toroidal plasma rotation in the DIII-D tokamak. // Journal of Physics: Conference Series 123. - 2008. - V. 123. - P. 012017.

111. E Righi, D J Campbell, G D Conway et al., Comparison between experimental and theoretical conditions for the L-H transition in JET. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2000. - V. 42. - P. A199-A204.

112. C.P. Ritz, D.L. Brower, T.L. Rhodes et al, Characterization of tokamak edge turbulence by far-infrared laser scattering and Langmuir probes. // Nucl. Fusion. -1987.-V. 27.-P. 1125.

113. Wooton, B.A.Carreras, H.Matsumoto et al, Fluctuations and anomalous transport in tokamaks. // Phys. Fluids В 2. - 1990. - V. 12. - P. 2879

114. Hasegawa and M.Wakatani, Self-Organization of Electrostatic Turbulence in a Cylindrical Plasma. // Phys. Rev. Lett. - 1987. - V. 59. - P. 1581.

115. A. Fujisawa, T. Ido, A. Shimizu et al, Experimental progress on zonal flow physics in toroidal plasmas. // Nucl. Fusion. - 2007. - V. 47. - P. S718-S726.

116. N.Winsor, J.Johnson and J.Dowson, Geodesic Acoustic Waves in Hydromagnetic Systems. // Phys. Fluids. - 1968. -V. 11. - P. 2448.

117. К Itoh, К Hallatschek and S-I Itoh, Excitation of geodesic acoustic mode in toroidal plasmas. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2005. - V. 47. - P. 451.

118. T Ido, Y Miura, К Kamiya, Y Hamada et al, Geodesic-acoustic-mode in JFT-2M tokamak plasmas. // Plasma Phys. Control. Fusion. - 2006. - V. 48. -P. S41.

119. L.G. Askinazi, S.Khrebtov, A.D. Komarov et al, GAM evolution in the H-mode discharge in the TUMAN-3M tokamak. // Proc. 38th EPS Conference on Plasma Physics. - 2011. -ECA. - V. 35G. - PI. 115

120. Л.Г. Аскинази, М.И. Вильджюнас, H.A. Жубр, А.Д. Комаров, В.А. Корнев, С.В. Крикунов, Л.И. Крупник, С.В. Лебедев, В.В. Рождественский, М. Tendier, A.C. Тукачинский, С.М. Хребтов, Эволюция колебаний геодезической акустической моды в разряде с омическим переходом в режим хорошего удержания в токамаке ТУМАН-ЗМ. // Письма в ЖТФ. -2012. - Т. 38. - Вып. 6. - Стр. 29-36.

121. A.V. Melnikov, L.G. Eliseev, V.A. Vershkov et al, Study of the geodesic

acoustic induced modes in T-10 tokamak. // Proc. 37th EPS Conference on Plasma Physics Dublin, Ireland, 21 - 25 June 2010. - 2010. - ECA. - V. 34A. - P. PI.056.

122. H.Y.W. Tsui, P.M.Schoch and A.J.Wooton, Observation of a quasicoherent mode in the Texas Experimental Tokamak. // Phys. Fluids B. -1993. -V. 5 - P. 1274.

123. Melnikov A.V., Yershkov V.A., L.G. Eliseev, et al., Investigation of geodesic acoustic mode oscillations in the T-10 tokamak. // Plasma Phys. Control. Fusion.-2006.- V. 48,- P. S87-S110.

124. V.V. Bulanin, A.V. Petrov, V.A. Rozhansky et al, Revealing of Geodesic Acoustic Mode Oscillations in TUMAN-3M Tokamak via Doppler Reflectometry, Proc. 32nd EPS Conference on Plasma Phys. Tarragona, 27 June - 1 July 2005. // - ECA. - 2005. - V. 29C. - P. P-4.051.

125. Lin Z, Hahm T S, Lee W W, Tang W M and White R B, Turbulent Transport Reduction by Zonal Flows: Massively Parallel Simulations. // Science. - 1998. -V. 281.-P. 1835.

126. T. Yu. Akatova, L. G. Askinazi, V. I. Afanas'ev, V. E. Golant, V. K. Gusev, E. R. Its, S. V. Krikunov, S. V. Lebedev, B. M. Lipin, K. A. Podushnikova, G. T. Razdobarin, V. V. Rozhdestvenskij, N. V. Saharov, A. S. Tukachinskij, A. A. Fedorov, F. V. Chemyshev, S. P. Jaroshevich, L. Kryska, and P. Dvoracek. // Proc. 18th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, Berlin, 1991. -1991.-V. 15C, Pt. l.-P. 401.

127. A.Yu.Yashin, L.G.Askinazi, A.A.Belokurov, V.V.Bulanin et al, GAM observation in the TUMAN-3M tokamak using Doppler Reflectometry. // Proc. 40th EPS Conference on Plasma Phys, Helsinki, 2013. - 2013. - ECA. - V. 37D. -P. P2.179

128. G. D. Conway et al, Mean and Oscillating Plasma Flows and Turbulence Interactions across the L-H Confinement Transition. // Phys. Rev. Letters. - 2011. -V. 106.-P. 065001