Введение к работе
Актуальность теми. В такой сложно!* по линейной среда, какой является плазма, существенное влияние на протекающие процесса оказывают различные колебания плазмы. Особую рль играют мелкомасштабные . (с длиной- волны вплоть до электронного ларморовского радиуса) колебания, которые могут нести ответственность за аномальиыо транспортные процессы к за МГУ, активность. Несомненный интерес представляет изучение коротковолновых колебаний при высокочастотном нагреве плазмы и генерации токов увлечения. Прямые локальные измерения характеристик таких колебания имеют большое значение для понимания механизмов взаимодействия, распространения и поглощеігля высокочастотных волн. Обычно для исследования подобных колебаний горячей плазмы используется метод рассеяния электромагнитных волн миллиметрового (СВЧ) и инфракрасного (лазерного) диапазонов. Основным преимуществом этого метода является ого бесконтактность. Применение метода рассеяния злоктромагнитішх волн ь плазме, начиная с середины семидесятых годов, позволило получить большой оОъОм полезных экспорименталышх сведений о колебаниях плазмы на ряде тороидальных термоядершх установок. Однако, эффективность метода заметно ограничена слишком малым сечением рассеяния, а в рядо случаев ноудовлетворительным пространственным разрешением и конечным выбором возможных для наблюдения волновых векторов. Кроме того, реализация эксперимента с использованием лазерного рассеяния . связана со значительными техническими трудностями. и соответствующие исследования до сих пор являются уникальными.
Более простую возможность дайт эффект усиленного рассеяния, связанный с наличием гибридного резонанса р плазме для зондирующей волны. В окрестности розонанса амплитуда волны и ео волнорлч Гектор резко возрастают. Рост волноглго воктора позволяет зондирующей волне рассеиваться т колебаниях с длиной волны, много меньшей, чем еб вакуумная длина волны, а возрастало амплитуд падающей и рассеянной воли приводит к резкому (на ііорядки величины) увеличению эффективного сечения рассеяния. Основной вклад в рзесеянмй сигнал . дабт узкая область в окрестности гибридного резонанса, том обеспечивается хпрспе пространственное
4 разрешение. Однако, до исследований, описанных в данной работе, метод усиленного рассеяния применялся лишь на низкотемпэратурной плазме и не использовался для исследований горячей плазмы термоядерних установок.
Цель работа. Целью настоящей работы является разработка метода усиленного рассеяния СВЧ волн для токамаков и исследование с его помощью мелкомасштабных колебаний в токамаке ФГ-2.
Научная новизна. В диссертационной работе разработана диагностика мелкомасштабных колебаний плазмы токамака с помощью метода усиленного рассеяния СВЧ волн. Впервые метод усиленного рассеяния был применен для исследования колебаний плазмы токамака. В рекиме ВЧ нагрева на токамаке ОТ-2 зарегистрированы сильнозамедленные нижнегибридные (НГ) волны - плазмы. Обнаружена распадаая параметрическая неустойчивость КГ волны в центральной области плазмы токамака Г-2. Продемонстрирована возможность наблюдения низкочастотной микротурбуленгносги плазмы токамака с помощью метода усиленного рассеяния.
Практическая значимость работы. Проведанные исслвдования показывают принципиальную возмокность использования метода усиленного рассеяния для исследования коротковолновых колебаний плазмы токамаков. Обнаруженная .распадаая параметрическая неустойчивость "греющей" НГ волны в. центральной области плазмы сыгррла важную роль в интерпретации НГ нагрева на токамаке W-2. Показано, что с помощью метода усиленного рассеяния можно регистрировать НЧ флуктуации в плазме токамака как в омическом режиме, так и в рсдаоле ВЧ нагрев^.
Основные положения, выносимые на зашиту.
Т. Методика измерения коротке голновых колебаний, в плазме токамака с помощью усиленного рассеяния СВЧ волн.
Z. Разпаботка, сооружение и апробирование диагностического комплекса для измерений методом усиленного рассеяния на токамаке ФТ-2.
3. Результаты экспериментальных исследований волн
5 швкнегибридного (НГ) диапазона на токамаке ФТ-2 в режима НГ токов увлечения и нагрева ионов.
-
Наблюдение распадной параметричпской неустойчивости при НГ нагреве плазмы.
-
Демонстрация возможностей метода усиленного гэссеяния по наблюдению естественных низкочастотных колебаний плазмы.
Апробация работа. Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на Всесоюзных конференциях по физике плчзмн и управляемому термоядерному синтезу (Звенигород, 1985, 1988, 1990), на Мевдународной конференции по физике плазмы (Киев, 1987), на 15-й Европейской конференции по управляемому термоядерному синтезу и нагреву плазмы (Дубровник, 1988), на Международной конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу (Ницца, 1988), на 5-й конференции по взаимодействию электромагнитного излучения с плазмой (Ташкент, 1989), на Мэждународной конферонции по. физике плазмы (Дели, 1989), на 5-м Всесоюзном совещании по диагностике высокотемпературной плазмы (Минск, 1990).
По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ /I, 3-16/, и один отчЭт о научно-исследовательской работе /2/.
Структура и объбм диссертации. Диссертация содержит введение, четыре главы и заключение. В диссертации 82 стра^цы машинописного текста, 79 рисунков и список литературы, включающий 85 наименований.
