جهاز بلازما حلقي ضخم

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

جهاز البلازما الحلقي العملاق ( ETPD ) هو جهاز تجريبي في الفيزياء، يقع في مرفق علوم البلازما الأساسية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس (UCLA) . كان يعمل سابقًا باسم التوكاماك الكهربائي ( ET ) بين عامي 1999 و2006، واشتهر بكونه أكبر توكاماك في العالم [ 1 ] قبل إيقاف تشغيله بسبب نقص الدعم والتمويل. [ 2 ] أُعيد تسمية الجهاز إلى ETPD في عام 2009. ويخضع الجهاز حاليًا لعمليات تحديث لإعادة استخدامه كمختبر عام لأبحاث فيزياء البلازما التجريبية .

توكاماك الكهربائي

كان جهاز التوكاماك الكهربائي (ET) آخر سلسلة من أجهزة التوكاماك الصغيرة التي بُنيت عام 1998 تحت إشراف الباحث الرئيسي والمصمم، روبرت تايلور، أستاذ جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس. صُمم الجهاز ليكون جهاز اندماج مغناطيسي منخفض المجال (0.25 تسلا ) ذو نسبة أبعاد كبيرة . يتكون من 16 حجرة تفريغ مصنوعة من الفولاذ بسماكة بوصة واحدة، بنصف قطر رئيسي يبلغ 5 أمتار ونصف قطر ثانوي يبلغ مترًا واحدًا. كان جهاز التوكاماك الكهربائي (ET) أكبر جهاز توكاماك بُني في ذلك الوقت، حيث كان وعاء التفريغ فيه أكبر قليلًا من وعاء جهاز التوروس الأوروبي المشترك .

تم الحصول على أول بلازما في يناير 1999. جهاز ET قادر على إنتاج تيار بلازما يبلغ 45 كيلو أمبير ، ويمكنه إنتاج درجة حرارة بلازما إلكترونية أساسية تبلغ 300 إلكترون فولت . [ 3 ] [ 4 ]

أربع مجموعات من الملفات المستقلة ضرورية لتوليد التيار في التسخين الأومي ، ومجال التوازن الرأسي، واستطالة البلازما، وتشكيلها (D أو عكس D). يوفر نظام التسخين الأومي 10 فولت.ثانية باستخدام مصدر طاقة 10 كيلو أمبير . يمكن تطبيق مجال رأسي يصل إلى 0.1 تسلا للتحكم الأفقي، وهو أكثر من كافٍ لجميع تكوينات البلازما، بما في ذلك بيتا العالية. توفر مجموعة إضافية من الملفات مجالًا أفقيًا صغيرًا لتصحيح مجال الخطأ وتثبيت البلازما رأسيًا. تقع جميع الملفات خارج الوعاء ومصنوعة من الألومنيوم .

A Rogowski probe outside the vessel and sets of Hall probes inside the vessel are used to monitor plasma current, position and shaping and are used in the control feedback loop. The poloidal system was designed using an in-house equilibrium code as well as a variety of other codes in order to cross-check computations and to assess the stability of the resulting plasma.

Like most tokamaks, the machine uses a combination of RF heating and neutral beam injection to drive and shape the plasma.

Decommission in 2006

In 2006, the ET had run out of funding and was decommissioned following the retirement of Taylor. Factors leading to loss of funding are attributed to the lack of extensive plasma diagnostics, its large size, and its place in the politics of fusion. When it was operating, the ET was funded mostly by the Department of Energy (DOE).[2]

As the Enormous Toroidal Plasma Device

In 2009, the Electric Tokamak (ET) was renamed to the Enormous Toroidal Plasma Device (ETPD) and was re-purposed for basic plasma research. A lanthanum hexaboride (LaB6) plasma source was developed for the ETPD[5] (similar to the one used in the Large Plasma Device), and is capable of producing a long column of magnetized plasma (~100 m) that winds itself multiple times along the toroidal axis of the machine. The plasma column was shown to be current-free and terminates on the neutral gas within the chamber without touching the machine walls.[6]

The typical operational parameters of the ETPD[7] are:

  • Density: n ≤ 3 × 1013 cm−3
  • Electron Temperature: 5 eV < Te < 30 eV
  • Ion Temperature 1 eV < Ti < 16 eV
  • Background field: B = 250 gauss (25 mT)
  • Plasma beta: β ~ 1

The ETPD is currently in the process of being upgraded (i.e. larger sources,[8] better diagnostic capabilities) to support a wide range of plasma physics experiments.

See also

References

  1. ↑"2002-03_Annual Report"(PDF). Archived from the original(PDF) on 2016-03-03. Retrieved 2020-03-31.
  2. 1 2 تايلور، روبرت جون (2014). "تقرير إغلاق برنامج توكاماك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس" . doi : 10.2172/1117531 . OSTI 1117531 . {{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  3. ↑ البلازما الأولية في جهاز توكاماك الكهربائي.
  4. ↑ تايلور، آر جيه؛ غوفرو، جيه-إل؛ غيلمور، إم؛ غوردان، بي-إيه؛ لافونتيس، دي جيه؛ شميتز، إل دبليو (2002). "النتائج الأولية للبلازما من التوكاماك الكهربائي" . الاندماج النووي . 42 (1): 46. Bibcode : 2002NucFu..42...46T . doi : 10.1088/0029-5515/42/1/307 . ISSN 0029-5515 . S2CID 250866429 .  
  5. ↑ كوبر، سي إم؛ جيكلمان، دبليو؛ بريبيل، بي؛ لاكي، زد. (16 أغسطس 2010). "مصدر بلازما جديد واسع المساحة من سداسي بوريد اللانثانوم". مجلة الأدوات العلمية . 81 (8): 083503–083503–8. رمز Bibcode : 2010RScI...81h3503C . doi : 10.1063/1.3471917 . ISSN 0034-6748 . PMID 20815604 .  
  6. ↑ كوبر، سي إم؛ جيكلمان، دبليو. (24 يونيو 2013). "انتهاء بلازما ممغنطة على غاز متعادل: نهاية البلازما" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 110 (26) 265001. رمز Bibcode : 2013PhRvL.110z5001C . doi : 10.1103/PhysRevLett.110.265001 . PMID 23848883 . 
  7. ↑ ديروز، ك. ل.؛ كوبر، س.؛ بريبيل، ب.؛ جيكلمان، و. (2008). "قياس بيتا البلازما في جهاز البلازما الحلقي الضخم (ETPD)" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 27 يوليو 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2008 .
  8. ↑ كارتر، تي إيه؛ دورفمان، إس؛ فينسينا، إس؛ جيكلمان، دبليو؛ كلاين، كيه؛ هاوز، جي جي "بلازما مختبرية ممغنطة ذات بيتا عالية وأيونات ساخنة في LAPD وETPD: آفاق لدراسة العمليات ذات الصلة ببلازما الفضاء والفيزياء الفلكية". CiteSeerX 10.1.1.709.6176 . {{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  • "تركيب واختبار أولي للموجه الموجي المطوي الكهربائي توكاماك" مع الصور.
  • الصفحة الرئيسية لـ UCLA Electric Tokamak
  • أبحاث توكاماك في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس

34°03′38″ شمالاً 118°26′57″ غرباً / 34.0606° شمالاً 118.4493° غرباً / 34.0606; -118.4493