Columbia non-neutral Torus - Columbia Non-neutral Torus
A Columbia Non-neutral Torus (CNT) egy kis sztellarator a Columbia University Plazmafizikai Laboratóriumában, amelyet Thomas Sunn Pedersen tervezett Wayne Reiersen és Fred Dahlgren segítségével a Princeton Plazmafizikai Laboratóriumból, hogy elvégezzék a semleges semleges plazma első vizsgálatát. a mágneses felületekre korlátozva. A kísérletet, amely 2004. novemberében kezdte meg működését, a Nemzeti Tudományos Alapítvány és az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma támogatja a kar korai karrierfejlesztési (CAREER) díja formájában.
Műszaki tervezés
A CNT, amely egy 316 rozsdamentes acélból készült hengeres vákuumkamrában van , 60 hüvelyk átmérőjű és 75 hüvelyk magas. Az üres kamra képes elérni a 2x10-10 torr nyomást .
A CNT egyedülálló az egyszerű geometria szempontjából. A mágneses felületeket csak 4 elektromágneses tekercs segítségével hozzák létre - két összekapcsoló tekercs a kamra belsejében, és két poloid terepi tekercs a kamra kívül. A két összekapcsoló tekercs sugara 0,405 m, és a szög manuálisan 64 °, 78 ° vagy 88 ° lehet, amely lehetővé teszi a különböző nyírási és forgási transzformációs értékeket, valamint a mágneses felület konfigurációját. A poloid mezőtekercsek sugara 1,08 m. A tekercsek 200 kW tápegységgel működnek, és 0,01–0,2T mágneses tereket képesek előállítani . A CNT konfigurációja nagyon alacsony képarányt, 1,9-et hoz létre, amely a legalacsonyabb az összes beépített csillagszóróhoz.
| Paraméter | Érték |
|---|---|
| n e | 10 12 -10 14 m- 3 |
| T e | 1-100 eV |
| B | 0,01-0,2 T |
| R | 0,3 m |
| egy | 0,1 m |
| P | 10 -10 Torr |
Kutatás
Thomas Sunn Pedersen a CNT fő kutatója, amely az elméleti és a kísérleti nem semleges plazmafizika számos területét vizsgálja. Ide tartoznak a nem semleges plazmák egyensúlya , a transzport és a megszorítás, valamint az ionokkal kapcsolatos instabilitások . A CNT elméleti programot Pedersen és Allen Boozer professzor üzemelteti, szintén a Columbia Egyetemen.
Az első CNT-vizsgálatok megmutatták a mágneses felületek sikeres létrehozását az egyszerű négy tekercs kialakításával. Kellően alacsony semleges nyomáson és kellően nagy mágneses térerősség mellett a plazmák lényegében tiszta elektronplazmák és makroszkopikusan stabilak, 20 ms-ig terjedő idővel. Szállítás hajtja ütközések a semleges, valamint E x B sodródnak szigetelő rúd helyezünk a plazmában. Magasabb semleges nyomáson ( 10–7 Torr és felette) ionokkal kapcsolatos instabilitás figyelhető meg, 10–50 kHz frekvenciatartományban, és m = 1 poloid üzemmódszámmal.
A CNT csoport 2007 augusztusában vezetõ vezetéket állított fel, hogy megvizsgálja annak hatását a szûrési idõkre, és hogy lehetővé tegyék a méréseket belsõ rudak hiányában. A CNT jövőbeli tervei között szerepel a mágneses felületekre korlátozott elektron-pozitron plazma tanulmányozása és a részlegesen semlegesített plazma további vizsgálata.
Irodalom
- Thomas Sunn Pedersen; et al. "Nem semleges plazma megkötése a Columbia Non-semleges Torus kísérletben" (PDF) . Az eredeti példányból (PDF) 2007. június 9-én archiválták .
- Jason P. Kremer; et al. "A Columbia Semleges Torus tervezésének és kivitelezésének helyzete" (PDF) . Az eredeti példányból (PDF) 2007. június 9-én archiválták .
- Thomas Sunn Pedersen és Allen Boozer. "A semleges semleges plazma korlátozása a mágneses felületeken" (PDF) . PRL .
- Thomas Sunn Pedersen; et al. "Pozitron-elektron plazmaképződés kilátásai egy semleges sztellaratorában" (PDF) . Fizika Folyóirat .
- Thomas Sunn Pedersen; et al. "A Columbia Semleges Torus felépítése és üzembe helyezése" (PDF) . Fúziós tudományok és technológia . Az eredeti példányból (PDF) 2007. június 9-én archiválták .
- Thomas Sunn Pedersen; et al. "A tiszta elektron plazma megkötése a Columbia Non-semleges Torusban" (PDF) . A plazma fizikája .