відповідному підборі частоти ці хвилі будуть ефективно поглинатися в плазмі, нагріваючи її. Введення близько 3МВт потужності в області іонної циклотронної частоти (з якою іони обертаються в магнітному полі) на тій же установці PLT дозволив нагріти плазму до 40 млн. Градусів. Якщо частота порушуваних в плазмі коливань близька до циклотронної частоті електронів (яка в 3 680 разів вище частоти обертання дейтронів), то відбувається інтенсивний нагрів електронів плазми. Висока ефективність нагріву плазми таким методом було вперше продемонстровано в Інституті атомної енергії ім. І.В. Курчатова і надалі підтверджена на інших установках.
Високочастотні методи нагріву плазми найчастіше засновані на використанні різних резонансних ефектів.
Іонно-циклотронний резонансний нагрів (ІЦРН) визначається умовою рівності частоти w зовнішнього поля першою або другою гармоніці іонно-циклотронної частоти w=wВi=ZieB/mic (Zie - заряд іона, В - індукція утримує магнітного поля , mi - маса іона). Зазвичай ІЦРН у великих токамаках вимагає застосування електромагнітних коливань з довжиною хвилі ~ 10 м. Іноді застосовується ІЦРН на іонах малої домішки.
Ніжнегібрідний нагрів (НГН) заснований на наявності резонансу для швидких магнітозвукових хвиль поблизу так званої ніжнегібрідной частоти, яка для плазми з одним сортом іонів дорівнює (wBi · wBe) 1/2, де wВе=еВ/тес- електронна циклотронна частота. У великих токамаках ніжнегібрідной частоті відповідає довжина хвилі ~ 10-20 см. Потужність НГН в сучасних експериментах досягає 10 МВт. Вплив на плазму ВЧ-полем в діапазоні ніжнегібрідной частоти використовується також для порушення і підтримки тороїдального струму в замкнутих установках. високотемпературна нагрів плазма ядерна
Електронно-циклотронний резонансний нагрів (ЕЦРН) заснований на близькості частоти електромагнітних хвилі до електронної циклотронної частоті (або її гармоніці). Для токамака це відповідає електромагнітним хвилям довжиною 1-2 мм, генератором яких зазвичай бувають гіротрони.
Система високочастотного нагріву плазми. Система призначена для введення енергії і нагріву плазми у вакуумній камері і побудована на принципі автогенерации коливань в складній розподільної ланцюга.
Альтернативний підхід у створенні ВЧ комплексів для ИЦ-нагріву плазми полягає в побудові однокаскадних автоколивальних систем на основі потужних генераторних тріодів. Принциповою особливістю таких систем є те, що антена і, отже, внесений плазмою імпеданс є складовими частинами складного розподіленого коливального контуру, в якому відбувається самозбудження коливань на одній з власних частот ланцюга.
Достатньою умовою стабільної автогенерации є наявність в смузі позитивного зворотного зв'язку одного резонансу з добротністю Q gt; 10? 15. Якщо домогтися виконання цієї умови при максимальному опорі випромінювання антени в плазму rant, то працездатність системи може бути забезпечена у всьому діапазоні плазмових навантажень rant аж до її повної відсутності. Таким чином, автогенераторном системи для ІЦ- нагріву плазми виявляються значно менш чутливими до змін параметрів плазми і умов введення ВЧ потужності.
До складу ВЧ-комплексу входять компактна модульна резонансна антена, коаксіальні фідери, ВЧ генератор, джерело високовольтного анодного живлення, система діагностики та управління. Автогенератор виконаний на двох потужних тріодах (наприклад, ГУ - 88А) за симетричною схемою з загальним заземленим катодом і забезпечений двома незалежними ланцюгами селективної зворотного зв'язку і загальним анодним контуром з регульованою власною частотою. Генератор допускає настройку і випробування в режимі холостого ходу при роботі з закороченими вихідними роз'ємами. У генераторі передбачене примусове водяне охолодження анодів і повітряне охолодження сіток ламп.
Високочастотний тракт. Імпульсний генератор призначений для додаткового нагріву високотемпературної плазми в токамаке КТМ.
Система ВЧ харчування складається з чотирьох ВЧ модулів з симетричним виходом, кожен з яких працює на свою антену, підключену через коаксіальний фідер.
Основні параметри ВЧ модуля:
Робоча частота 13,0 ± 0,5МГц;
Номінальна вихідна потужність 2МВт;
Максимальна тривалість імпульсу 5с;
Мінімальний період проходження імпульсів 15хв;
Максимальна напруга на кожному плечі антени 25-30кВ;
Хвильовий опір антенного контуру 25 Ом.
Генератор зібраний за схемою двотактної з самозбудженням на двох експериментальних лампах ГУ - 88. Анодна напруга від стороннього джерела через «П» -подібний фільтр надходить на аноди генераторних ламп....
