ASDEX Upgrade

Введение

ASDEX Upgrade (Axially Symmetric Divertor Experiment) - это диверторный токамак в Институте плазмафизики Макса Планка, Гарчинг, который начал работать в 1991 году. В настоящее время это второй по величине в Германии эксперимент по синтезу после звездопускателя Вендельштейна 7 X.

Обзор

Для того чтобы эксперименты были возможны в условиях реактора, основные свойства плазмы, в частности плотность и давление плазмы и нагрузка на стенки, были адаптированы в ASDEX Upgrade к условиям, которые будут присутствовать в будущей термоядерной электростанции. ASDEX Upgrade, по сравнению с другими международными токамаками, является средним экспериментом. Он начал работу в 1991 году и стал преемником эксперимента ASDEX, который был в эксплуатации с 1980 по 1990 год. Одной из инновационных особенностей эксперимента ASDEX Upgrade является его вольфрамная первая стена; вольфрам является хорошим выбором для первой стены токамака из-за его очень высокой точки плавления (более 3000 градусов Цельсия), которая позволяет ему противостоять очень высоким тепловым потокам, исходящим из горячей плазмы в сердце токамака; однако также существуют проблемы, связанные с вольфрамом первой стены, такие как тенденция вольфрама ионизироваться при высоких температурах, "загрязняя" плазму и разбавляя смесь топлива из дейтерия и трития. Кроме того, как высокий Z материал, излучение от полностью ионизированного вольфрама в плазме на несколько порядков больше, чем у других первых компонентов стенки, таких как композиты из углеродных волокон (CFC) или бериллий. Этот результат позволяет намного меньше вольфрама "загрязнять" предлагаемую плазму с равновесной долей. ASDEX Upgrade будет изучать способы преодоления этой проблемы в рамках подготовки к строительству первой стены ITER. Общий радиус эксперимента составляет 5 метров, валовой вес 800 метрических тонн, максимальная сила магнитного поля 3,1 Тесла, максимальный ток плазмы 1,6 мегаампера и максимальная мощность нагрева до 27 мегаватт. Плазменное нагревание и привод ток в обновлении ASDEX происходит из нескольких источников, а именно 1 МВт охмического нагрева, 20 МВт инъекции нейтрального луча, 6 МВт через ионное циклотроновое резонансное нагревание (ICRH) на частотах от 30 до 120 мегагерц и 2 x 2 МВт электронного циклотронового резонансного нагрева (ECRH) на 140 гигагерц. Он имеет 16 катушек с тороидной формой поля и 12 катушек с полоидной формой поля. Три больших генератора подвижного колеса питают импульсную систему питания мощностью 580 МВА для магнитного ограничения и плазменного нагрева.

To make experiments under reactor like conditions possible, essential plasma properties, particularly the plasma density and pressure and the wall load, have been adapted in ASDEX Upgrade to the conditions that will be present in a future fusion power plant. ASDEX Upgrade is, compared to other international tokamaks, a midsize tokamak experiment. It began operation in 1991 and it succeeds the ASDEX experiment, which was in operation from 1980 until 1990. One innovative feature of the ASDEX Upgrade experiment is its all tungsten first wall; tungsten is a good choice for the first wall of a tokamak because of its very high melting point (over 3000 degrees Celsius) which enables it to stand up to the very high heat fluxes emanating from the hot plasma at the heart of the tokamak; however there are also problems associated with a tungsten first wall, such as tungsten's tendency to ionise at high temperatures, "polluting" the plasma and diluting the deuterium tritium fuel mix. Furthermore, as a high Z material, radiation from fully ionized tungsten in the plasma is several orders of magnitude higher than that of other proposed first wall components such as carbon fibre composites (CFCs) or beryllium. This result allows for far less tungsten to "contaminate" a proposed break even plasma. ASDEX Upgrade will examine ways to overcome this problem, in preparation for the construction of ITER's first wall. The experiment has an overall radius of 5 metres, a gross weight of 800 metric tons, a maximum magnetic field strength of 3.1 tesla, a maximum plasma current of 1.6 megaampere and maximum heating power of up to 27 megawatt. Plasma heating and current drive in the ASDEX Upgrade is derived from several sources, namely 1 MW of ohmic heating, 20 MW of neutral beam injection, 6 MW via ion cyclotron resonance heating (ICRH) at frequencies between 30 and 120 megahertz, and 2 x 2 MW of electron cyclotron resonance heating (ECRH) at 140 gigahertz. It has 16 toroidal field coils and 12 poloidal field coils. Three large flywheel generators feed the 580 MVA pulsed power supply system for the magnetic confinement and plasma heating.

ASDEX

ASDEX (с основным радиусом R=1,65m, меньшим радиусом a=0,4m и потоком плазмы Ip≤500kA) начал работу в 1980 году. В 1991 году он был демонтирован сотрудниками Юго-Западного института физики (SWIP), транспортирован в Чэнду, Китай, и его основные компоненты были использованы для постройки HL 2A. H-режим был открыт в ASDEX в 1982 году.