Columbia Torus neutru - Columbia Non-neutral Torus

Columbia non-neutru Torus (CNT) este un mic stelarator de la Universitatea Columbia Plasma Physics Laboratory proiectat de Thomas Sunn Pedersen cu ajutorul Wayne Reiersen si Fred Dahlgren a Physics Laboratory Princeton Plasma pentru a efectua prima investigație a plasmelor non-neutre limitate pe suprafețe magnetice. Experimentul, care a început să funcționeze în noiembrie 2004, este finanțat de Fundația Națională de Știință și Departamentul de Energie al Statelor Unite , sub forma unui premiu al carierei pentru dezvoltarea timpurie a carierei (CAREER).

Proiectare tehnică

CNT, care este adăpostit într-o cameră de vid cilindrică din 316 oțel inoxidabil , măsoară 60 inci în diametru și are o înălțime de 75 cm. Camera goală este capabilă să atingă o presiune de 2x10-10 Torr .

CNT este unic prin geometria sa simplă. Suprafețele magnetice sunt create folosind doar 4 bobine electromagnetice - două bobine de blocare în interiorul camerei și două bobine de câmp poloidal în afara camerei. Cele două bobine de blocare au o rază de .405m, iar unghiul dintre ele poate fi selectat manual pentru a fi de 64 °, 78 ° sau 88 °, permițând valori diferite de forfecare și transformare de rotație și configurare a suprafeței magnetice. Bobinele de câmp poloidal au o rază de 1,08 m. Bobinele sunt alimentate de o alimentare de 200 kW și sunt capabile să producă câmpuri magnetice de 0,01-0,2 T. Configurația CNT creează un raport de aspect foarte scăzut de 1,9, cel mai scăzut dintre orice stellarator construit.

Parametru Valoare
n e 10 12 -10 14  m −3
T e 1-100 eV
B 0,01-0,2 T
R 0,3 m
A 0,1 m
P 10 −10 Torr

Cercetare

Thomas Sunn Pedersen este investigatorul principal al CNT, care studiază mai multe domenii ale fizicii plasmatice non-neutre teoretice și experimentale. Acestea includ echilibrul plasmelor neutre , transportul și confinarea și instabilitățile legate de ioni . Programul de teorie CNT este condus de Pedersen și prof. Allen Boozer, tot la Universitatea Columbia.

Primele studii efectuate pe CNT au arătat crearea cu succes a suprafețelor magnetice cu ajutorul unui simplu design de patru bobine. La presiuni neutre suficient de mici și rezistențe de câmp magnetic suficient de ridicate, plasmele sunt în esență plasme cu electron pur și sunt stabile macroscopic cu timpi de închidere de până la 20 ms. Transportul este condus de coliziuni cu neutrele, precum și de deriva E x B de -a lungul tijelor izolante introduse în plasmă. La presiuni neutre mai mari (10 −7 Torr și peste), se observă o instabilitate legată de ioni, cu o frecvență în intervalul 10–50 kHz și un număr de mod poloidal m = 1.

Grupul CNT a instalat o graniță de conducere în august 2007 pentru a studia efectele asupra timpului de închisoare și pentru a permite măsurători în absența tijelor interne. Planurile viitoare pentru CNT includ studiul plasmelor electron-pozitron limitate pe suprafețe magnetice și studii suplimentare ale plasmelor parțial neutralizate.

Referințe

linkuri externe