Plasma Stored Energy Analysis during Neutral Beam Injection
in the Globus-M2 Tokamak Using the Pet Equilibrium Code
and Diamagnetic Measurements

E. E. Tkachenko; Ткаченко Е. Е.; N. V. Sakharov; Сахаров Н. В.; A. A. Kavin; Кавин А. А.; G. S. Kurskiev; Курскиев Г. С.; N. S. Zhil’tsov; Жильцов Н. С.; I. V. Miroshnikov; Мирошников И. В.; Yu. V. Petrov; Петров Ю. В.; V. B. Minaev; Минаев В. Б.; N. N. Bakharev; Бахарев Н. Н.; E. O. Kiselev; Киселев Е. О.; A. N. Novokhatskii; Новохацкий А. Н.; A. B. Mineev; Минеев А. Б.; V. V. Solokha; Солоха В. В.; A. Yu. Tel’nova; Тельнова А. Ю.; E. A. Tyukhmeneva; Тюхменева Е. А.; N. A. Khromov; Хромов Н. А.; P. B. Shchegolev; Щеголев П. Б.

doi:10.31857/S0367292123600991

Plasma Stored Energy Analysis during Neutral Beam Injection in the Globus-M2 Tokamak Using the Pet Equilibrium Code and Diamagnetic Measurements

Authors: Tkachenko E.E.¹, Sakharov N.V.¹, Kavin A.A.², Kurskiev G.S.¹, Zhil’tsov N.S.¹, Miroshnikov I.V.¹, Petrov Y.V.¹, Minaev V.B.¹, Bakharev N.N.¹, Kiselev E.O.¹, Novokhatskii A.N.¹, Mineev A.B.², Solokha V.V.¹, Tel’nova A.Y.¹, Tyukhmeneva E.A.¹, Khromov N.A.¹, Shchegolev P.B.¹
Affiliations:
1. Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences
2. JSC “NIIEFA”
Issue: Vol 49, No 12 (2023)
Pages: 1308-1316
Section: TOKAMAKS
URL: https://ruspoj.com/0367-2921/article/view/668889
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123600991
EDN: https://elibrary.ru/CFIRYL
ID: 668889

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The thermal energy stored in plasma Wp, normalized internal plasma inductance li and current
beta bi are calculated via the free-boundary equilibrium PET code. The equilibrium reconstruction algorithm
is iterative method of minimizing two parameters, the distance between the reconstructed plasma
boundary and that simulated by the PET code, as well as the difference between the plasma diamagnetic flux
from PET and the experimental one. The discharges from the Globus-M2 tokamak with a toroidal magnetic
field up to 0.9 T and a plasma current of 0.3–0.4 MA in a mode with auxiliary heating by two atomic injectors
are analyzed. The possibility of using approximate formulas for estimating and is considered. The measured
diamagnetic flux is used to determine bdia and then to calculate Wdia . The normalized internal plasma
inductance is additionally determined from the measured vertical magnetic field under the assumption that bp=bdia.

Keywords

plasma equilibrium, plasma stored energy, normalized internal inductance, diamagnetic measurements, tokamak, Globus-M2

References

Lao L.L., John H.St., Stambaugh R.D., Kellman A.G., Pfeiffer W. // Nuclear Fusion. 1985. V. 25. P. 1611.https://doi.org/10.1088/0029-5515/25/11/007
Galkin S.A., Ivanov A.A., Medvedev S.Yu., Poshekhonov Yu.Yu. // Nuclear Fusion. 1997. V. 37. P. 1455.https://doi.org/10.1088/0029-5515/37/10/I11
Киселев Е.О., Балаченков И.М., Бахарев Н.Н., Варфоломеев В.И., Гусев В.К., Жильцов Н.С., Курски-ев Г.С., Минаев В.Б., Мирошников И.В., Патров М.И., Петров Ю.В., Сахаров Н.В., Скрекель О.М., Тельнова А.Ю., Ткаченко Е.Е., Токарев В.А., Тюхменева Е.А., Хромов Н.А., Щеголев П.Б. // L Междунар. Звенигородская конф. по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, Звенигород, 2023. С. 118. https://doi.org/10.34854/ICPAF.2023.50.2023.1.1.074
Lao L.L., John H. St., Stambaugh R.D., Pfeiffer W. // Nuclear Fusion. 1985. V. 25. P. 1421.https://doi.org/10.1088/0029-5515/25/10/004
Swain D.W., Neilson G.N. // Nuclear Fusion. 1982. V. 22. P. 1015.https://doi.org/10.1088/0029-5515/22/8/002
Minaev V.B., Gusev V.K., Sakharov N.V., Varfolomeev V.I., Bakharev N.N., Belyakov V.A., Bondarchuk E.N., Brunkov P.N., Chernyshev F.V., Davydenko V.I., Dyachen-ko V.V., Kavin A.A., Khitrov S.A., Khromov N.A., Kise-lev E.O., Konovalov A.N., Kornev V.A., Kurskiev G.S., Labusov A.N., Melnik A.D., Mineev A.B., Mironov M.I., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Rozhan-sky V.A., Saveliev A.N., Senichenkov I.Yu., Shchego-lev P.B., Shcherbinin O.N., Shikhovtsev I.V., Sladkomedova A.D., Solokha V.V., Tanchuk V.N., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Zhilin E.G. // Nuclear Fusion. 2017. V. 57. P. 066047.
Petrov Yu.V., Gusev V.K., Sakharov N.V., Minaev V.B., Varfolomeev V.I., Dyachenko V.V., Balachenkov I.M., Bakharev N.N., Bondarchuk E.N., Bulanin V.V., Chernyshev F.V., Iliasova M.V., Kavin A.A., Khilkevich E.M., Khromov N.A., Kiselev E.O., Konovalov A.N., Kor-nev V.A., Krikunov S.V., Kurskiev G.S., Melnik A.D., Miroshnikov I.V., Novokhatsky A.N., Zhiltsov N.S., Patrov M.I., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Shulyatiev K.D., Shchegolev P.B., Shevelev A.E., Skrekel O.M., Telno-va A.Yu., Tukhmeneva E.A., Tokarev V.A., Tolstya-kov S.Yu., Voronin A.V., Yashin A.Yu., Bagryansky P.A., Zhilin E.G., Goryainov V.A. // Nuclear Fusion. 2022. V. 62. P. 042009.
Vasiliev V.I., Kostsov Yu.A., Lobanov K.M., Makarova L.P., Mineev A.B., Gusev V.K., Levin R.G., Petrov Yu.V., Sakharov N.V. // Nuclear Fusion. 2006. V. 46. P. 625. doi: 10.1088/0029-5515/46/8/S08.
Курскиев Г.С., Сахаров Н.В., Гусев В.К., Минаев В.Б., Мирошников И.В., Петров Ю.В., Тельнова А.Ю., Бахарев Н.Н., Кисе-лев Е.О., Жильцов Н.С., Щего-лев П.Б., Балаченков И.М., Варфоломеев В.И., Воронин А.В., Горяинов В.Ю., Дьяченко В.В., Жилин Е.Г., Ильясова М.В., Кавин А.А., Коновалов А.Н., Крикунов С.В., Лоба-нов К.М., Мельник А.Д., Минеев А.Б., Новохацкий А.Н, Патров М.И., Петров А.В., Пономаренко А.М., Скрекель О.М., Соловей В.А., Соло-ха В.В., Ткаченко Е.Е., Токарев В.А., Толстяков С.Ю., Тюхменева Е.А., Хилькевич Е.М., Хромов Н.А., Чернышев Ф.В., Шевелев А.Е., Шулятьев К.Д., Яшин А.Ю. // Физика плазмы. 2023. T. 49. C. 305.
Kurskiev G.S., Gusev V.K., Sakharov N.V., Petrov Yu.V., Bakharev N.N., Balachenkov I.M., Bazhenov A.N., Chernyshev F.V, Khromov N.A., Kiselev E.O., Kriku-nov S.V., Minaev V.B., Miroshnikov I.V., Novokhatskii A.N., Zhiltsov N.S., Mukhin E.E., Patrov M.I., Shulyatiev K.D., Shchegolev P.B., Skrekel O.M., Telnova A.Yu., Tkachenko E.E., Tukhmeneva E.A., Tokarev V.A., Tolstyakov S.Yu., Varfolomeev V.I., Voronin A.V., Goryainov V.Yu., Bulanin V.V., Petrov A.V., Ponomarenko A.M., Yashin A.Yu., Kavin A.A., Zhilin E.G., Solovey V.A. // Nuclear Fusion. 2022. V. 62. P. 016011.
Гусев В.К., Деч А.В., Есипов Л.А., Минаев В.Б., Барсуков А.Г., Игонькина Г.Б., Кузнецов В.В., Панасенков А.А., Соколов М.М., Тилинин Г.Н., Лупин А.В., Марков В.К. // ЖТФ. 2007. Т. 77. С. 28.
Telnova A.Y., Minaev V.B., Shchegolev P.B., Bakha-rev N.N., Shikhovtsev I.V., Varfolomeev V.I. // J. Phys.: Confer. Series. 2019. V. 1400. P. 077015.
Курскиев Г.С., Жильцов Н.С., Коваль А.Н., Корнев А.Ф., Макаров А.М., Мухин Е.Е., Петров Ю.В., Саха-ров Н.В., Соловей В.А., Ткаченко Е.Е., Толстяков С.Ю., Чернаков П.В. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 41.https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.24.51799.19019
Avdeeva G.F., Miroshnikov I.V., Bakharev N.N., Kurskiev G.S., Patrov M.I., Sergeev V.Y., Schegolev P.B. // J. Phys.: Confer. Ser. 2016. V. 666. P. 012002.https://doi.org/10.1088/1742-6596/666/1/012002
Larionova M.M., Miroshnikov I.V., Gusev V.K., Mina-ev V.B., Patrov M.I., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Schegolev P.B., Telnova A.Yu., Bakharev N.N. // J. Phys.: Confer. Ser. 2019. V. 1400. P. 077018.
Тельнова А.Ю., Мирошников И.В., Митранкова М.М., Бахарев Н.Н., Гусев В.К., Жильцов Н.С., Киселев Е.О., Курскиев Г.С., Минаев В.Б., Петров Ю.В., Саха-ров Н.В., Щеголев П.Б., Тюхменева Е.А. // Письма ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 25.
Tukhmeneva E.A., Tolstyakov S.Yu., Kurskiev G.S., Gu-sev V.K., Minaev V.B., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Telnova A.Yu., Bakharev N.N., Schegolev P.B., Kiselev E.O. // Plasma Sci. Technol. 2019. V. 21. P. 105104.https://doi.org/10.1088/2058-6272/ab305f
Kurskiev G.S., Bakharev N.N., Bulanin V.V., Cherny-shev F.V., Gusev V.K., Khromov N.A., Kiselev E.O., Minaev V.B., Miroshnikov I.V., Mukhin E.E., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Sakharov N.V., Shchegolev P.B., Sladkomedova A.D., Solokha V.V., Telnova A.Yu., Tolstyakov S.Yu., Tokarev V.A., Yashin A.Yu. // Nuclear Fusion. 2019. V. 59. P. 066032.
Kurskiev G.S., Gusev V.K., Sakharov N.V., Balachen-kov I.M., Bakharev N.N., Bulanin V.V., Chernyshev F.V., Kavin A.A., Kiselev E.O., Khromov N.A., Minaev V.B., Miroshnikov I.V., Patrov M.I., Petrov A.V., Petrov Yu.V., Shchegolev P.B., Telnova A.Yu., Tokarev V.A., Tolstya-kov S.Yu., Tukhmeneva E.A., Varfolomeev V.I., Yashin A.Yu., Zhiltsov N.S. // Nuclear Fusion. 2021. V. 61. P. 064001.