Divertor flow and particle loss behaviors in spontaneous change of confinement state in the URAGAN-3M torsatron

Abstract

Under conditions of spontaneous change of plasma confinement state having been observed recently in the U-3M torsatron with a natural helical divertor, it is shown that at the initial phase of this change all the components of the diverted plasma flow (DPF) decrease, while thermal (TI) and suprathermal (STI) ion content in the bulk plasma increases and the TI+STI fraction in the DPF is reduced on the ion В×∇В drift side, thus indicating an improvement of ion confinement. The initial phase is ended by a DPF rise on the ion В×∇В drift side, a TI+STI content decay in the bulk plasma and a rise of TI+STI outflow into the DPF, these being indications of an ion confinement deterioration. However, a simultaneous DPF reduction on the electron В×∇В drift side and a rise of electron density and ECE indicate an improvement of electron confinement.

В умовах виявленої раніше спонтанної зміни режиму утримання в торсатроні У-3М з природним гвинтовим дивертором показано, що на початковій стадії цієї зміни зменшуються всі складові плазмового диверторного потоку (ПДП), в той час, як зростає кількість теплових (ТІ) та надтеплових (НТІ) іонів в основній плазмі, засвідчуючи про покращення їх утримання. Початкова стадія завершується зростанням ПДП на боці іонного дрейфу В×∇В, зменшенням кількості ТІ та НТІ в основній плазмі та підвищеним виходом їх до ПДП, що є ознакою погіршення утримання іонів. Але одночасне зменшення ПДП на боці електронного дрейфу В×∇В і зростання електронної густини та електронного циклотронного випромінювання вказують на покращення утримання електронів.

В условиях обнаруженного ранее спонтанного изменения режима удержания в торсатроне У-3М с естественным винтовым дивертором показано, что на начальной стадии этого изменения уменьшаются все составляющие плазменного диверторного потока (ПДП) и растёт содержание тепловых (ТИ) и сверхтепловых (СТИ) ионов в основной плазме, свидетельствуя об улучшении их удержания. Начальная стадия завершается возрастанием ПДП на стороне ионного дрейфа В×∇В, уменьшением содержания ТИ и СТИ в основной плазме и повышенным их уходом в ПДП, что говорит об ухудшении удержания ионов. Однако, при этом уменьшается ПДП на стороне электронного дрейфа В×∇В и растут плотность электронов и электронное циклотронное излучение, что указывает на улучшение удержания электронов.