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AbstractAbstract
[en] In the HECTOR belt pinch of high β plasma is produced by magnetic compression in a Tokamak geometry. After compresseion the initial β value can be varied between 0.2 and 0.8. During 5 μs the plasma is further heated by a fast magnetoacoustic wave with a frequency near the first harmonic of the ion cyclotronfrequency. For the first time the β-value of a pinch plasma could be increased further from 0.34 after compression to 0.46 at the end of the rf-heating cycle. By proper selection of the final β-value the region for resonance absorption of the heating wave can be shifted. Strong heating (200 MW) has been observed in the cases, where the resonance region has been located in the center of the plasma. In deuterium discharges an increase in ion temperature is observed during the heating process, whereas the electrons are energetically decoupled, showing no temperature increase. Strong plasma losses are found in the 200 MW range after the rf-heating process. The dominant mechanisms are charge exchange collisions with neutral gas atoms. During rf-heating and the subsequent cooling phase the magnetic flux is frozen due to the high conductivity of the plasma. The observed equilibria could be identified as flux conserving Tokamak (FCT) equilibria. Based on a two-dimensional code the time-evolution of the equilibria has been calculated. The q-profiles are time-independent, with increasing β the magnetic axis of the plasma is shifted towards the outer boundary of the torus, and finally the linear relation between β and βsub(pol), which is characteristic for low-β-equilibria, is no longer valid. Thus for the first time the existence of FCT-equilibria at high β has been demonstrated experimentally together with a qualitative agreement with FCT-theory. (orig./AH)
[de]
Im Belt-Pinch HECTOR werden durch schnelle magnetische Kompression Plasmen mit hohem β in Tokamak-Geometrie erzeugt. Durch Wahl des Fuelldruckes konnte der Anfangs-β-Wert nach der Kompression zwischen 0,2 und 0,8 variiert werden. Durch Einkopplung einer schnellen magnetoakustischen Welle mit der Frequenz in der Naehe der ersten Harmonischen der Ionenzyklotronfrequenz wurde das Ausgangsplasma fuer 5 μs weiter aufgeheizt. Dabei konnte erstmals der β-Wert eines Pinch-Plasmas von 0,34 nach Ende der Kompression auf 0,46 bis zum Ende der HF-Heizung erhoeht werden. Starke Heizung (200 MW) wurde beobachtet, wenn die Resonanzzone ins Plasmazentrum gelegt wurde. Die Deuterium-Entladungen zeigen waehrend der Heizung einen Anstieg der Ionentemperatur, wohingegen die Elektronen im betrachteten Zeitraum energetisch entkoppelt sind und keine Temperaturaenderung erfahren. Nach Ende der HF-Heizung werden starke Plasmaverluste im 200 MW-Bereich gefunden. Der dominierende Mechanismus sind Ladungsaustauschstoesse mit Neutralgasatomen. Anhand eines einfachen Modells konnte gezeigt werden, dass die Verluste durch Umladungsneutrale getragen werden koennen. Waehrend der HF-Heizung und der nachfolgenden Kuehlung ist wegen der hohen Plasmaleitfaehigkeit der magnetische Fluss im betrachteten Zeitintervall eingefroren, die durchlaufenden Gleichgewichte konnten als ''Flux-Conserving-Tokamak'' (FCT) Gleichgewichte identifiziert werden. Mit einem zweidimensionalen Gleichgewichtscode wurden die zeitlichen Gleichgewichtsequenzen berechnet. Die q-Profile bleiben zeitlich erhalten, die magnetische Plasmaachse verschiebt sich mit steigendem β zur Torusaussenseite, und schliesslich geht der fuer Niedrig-β-Gleichgewichte gueltige lineare Zusammenhang zwischen β und βsub(pol) verloren. Damit konnte erstmals der experimentelle Nachweis von FCT-Gleichgewichten bei hohem β gefuehrt und die qualitative Uebereinstimmung mit der FCT-Theorie gezeigt werden. (orig./AH)Original Title
Magnetoakustische Heizung und FCT-Gleichgewichte im Belt-Pinch
Primary Subject
Secondary Subject
Source
Feb 1983; 94 p
Record Type
Report
Report Number
Country of publication
ABSORPTION, CLOSED PLASMA DEVICES, COMPRESSION, HEATING, HIGH-FREQUENCY HEATING, HYDROGEN ISOTOPES, HYDROMAGNETIC WAVES, ISOTOPES, LIGHT NUCLEI, LONGITUDINAL PINCH, MAGNETIC-PUMPING HEATING, MAGNETOACOUSTIC WAVES, NUCLEI, ODD-ODD NUCLEI, PINCH EFFECT, PLASMA, PLASMA HEATING, STABLE ISOTOPES, THERMONUCLEAR DEVICES
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