Dodatečný ohřev – Systém pro vstřik svazku vysokoenergetických neutrálních atomů (NBI) – Neutral Beam Injection system
Tokamak COMPASS je vybaven novým systémem pro vstřik svazků vysokoenergetických neutrálních atomů deuteria a vodíku (NBI) umožňujícího dodatečný ohřev plazmatu a vlečení proudu. Konstrukce tohoto systému je optimalizována na specifické vlastnosti COMPASSu, což je kompaktní tokamak, pro který, vzhledem ke krátké trajektorii neutrálních částic přes plazma, musí být výkon, energie a geometrie NBI systému vybrány velmi pečlivě.
NBI poskytuje flexibilní systém pro ohřev a vleční proudu, který se skládá ze dvou injektorů s energií částic 40 keV a výstupním výkonem 400 kW, dodávajících 800 kW celkového výkonu do plazmatu. Základní konfigurace uvedená na obr. 1a je optimalizovaná pro ohřev plazmatu. Tangenciální vstřik částic je také optimální pro absorpci neutrálních atomů vzhledem k nejdelší dosažitelné trajektorii přes plazma. Základní parametry NBI systému pro COMPASS jsou shrnuty v Tabulce 1.
Pro tzv. vyvážený vstřik (balanced injection) budou oba injektory umístěny na stejném portu vakuové komory, avšak jeden bude směřován ve směru proudu plazmatu a druhý opačně, jak je ukázáno v obr. 1b. Při správné výkonové modulaci svazků z důvodu kompenzace ztrát způsobených jevem tzv. first orbit losses, je možné dosáhnout provozního scénáře s vysokým ohřevem plazmatu při současné minimalizaci jeho rotace.
Obr. 1: Horní pohled na umístění NBI systémů:
a) vstřik ve směru proudu (co-injection), b) vyvážený vstřik (balanced injection).
|
Počet injektorů |
2 |
|
Energie svazku |
40 keV |
|
Celkový proud iontů |
2 x 12.5 A |
|
Celkový výkon v neutrálech |
2 x 400 kW |
|
Délka pulsu |
300 ms |
|
Průměr svazku |
< 5 cm |
|
Vstupní napětí |
3 x 400 V |
|
Celkový příkon systému |
~ 1.5 MW |
Tabulka 1: Hlavní parametry NBI systému pro tokamak COMPASS.
