Abstract
The paper describes the main features of the ''ASPA'' device, designed for studies of the adiabatic compression of plasma in a magnetic mirror trap. The vacuum chamber is housed in a solenoid (4 m in length, 1 m in diameter) on whose axis there is a maximum quasi-stationary driving field of 5000 Oe. A titanium injector or co-axial plasma gun generates the deuterium plasma. The plasma blob is injected along the axis and enters the compression zone - a glass tube 10 cm in diameter. A pulsed mirror magnetic field is formed by two coils 20 cm apart (mirror ratio 1:2) ; the maximum pulsed mirror field is 40 kOe, its rise time approximately 40 {mu}s and decay time 350 {mu}s. The composition and energy distributions of the ion component of the plasma in the titanium and coaxial injectors were investigated by mass spectrometry. A microwave interferometer was used to measure , the density of the plasma blob as it moved from the injector to the compression zone. The authors also investigated the passage of the plasma blob through the magnetic mirrors at fields up to 20 kOe. In some experiments the mirror field was parallel to the driving magnetic
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Babichev, A. P.;
Burjak, E. M.;
Gorbunova, E. F.;
Karchevskij, A. I.;
Muromkin, Ju. A.
[1]
- Institut Atomnoj Ehnergii, Im. I.V. Kurchatova, Moskva, SSSR (Russian Federation)
Citation Formats
Babichev, A. P., Burjak, E. M., Gorbunova, E. F., Karchevskij, A. I., and Muromkin, Ju. A.
Injection of Plasma Blobs into A Mirror Trap With Adiabatic Plasma Compression: ''ASPA'' Device; Injection d'Amas de Plasma dans un Piege a Miroirs avec Compression Adiaba Tique - Machine 'ASPA'; Inzhektsiya plazmennykh sgustkov v probochnuyu lovushku s adiabaticheskim szhatiem plazmy. Ustanovka ''ASPA''; Inyeccion de Plasmoides en una Trampa de Espejos con Compresion Adiabatica. La Instalacion 'ASPA'.
IAEA: N. p.,
1966.
Web.
Babichev, A. P., Burjak, E. M., Gorbunova, E. F., Karchevskij, A. I., & Muromkin, Ju. A.
Injection of Plasma Blobs into A Mirror Trap With Adiabatic Plasma Compression: ''ASPA'' Device; Injection d'Amas de Plasma dans un Piege a Miroirs avec Compression Adiaba Tique - Machine 'ASPA'; Inzhektsiya plazmennykh sgustkov v probochnuyu lovushku s adiabaticheskim szhatiem plazmy. Ustanovka ''ASPA''; Inyeccion de Plasmoides en una Trampa de Espejos con Compresion Adiabatica. La Instalacion 'ASPA'.
IAEA.
Babichev, A. P., Burjak, E. M., Gorbunova, E. F., Karchevskij, A. I., and Muromkin, Ju. A.
1966.
"Injection of Plasma Blobs into A Mirror Trap With Adiabatic Plasma Compression: ''ASPA'' Device; Injection d'Amas de Plasma dans un Piege a Miroirs avec Compression Adiaba Tique - Machine 'ASPA'; Inzhektsiya plazmennykh sgustkov v probochnuyu lovushku s adiabaticheskim szhatiem plazmy. Ustanovka ''ASPA''; Inyeccion de Plasmoides en una Trampa de Espejos con Compresion Adiabatica. La Instalacion 'ASPA'."
IAEA.
@misc{etde_22178038,
title = {Injection of Plasma Blobs into A Mirror Trap With Adiabatic Plasma Compression: ''ASPA'' Device; Injection d'Amas de Plasma dans un Piege a Miroirs avec Compression Adiaba Tique - Machine 'ASPA'; Inzhektsiya plazmennykh sgustkov v probochnuyu lovushku s adiabaticheskim szhatiem plazmy. Ustanovka ''ASPA''; Inyeccion de Plasmoides en una Trampa de Espejos con Compresion Adiabatica. La Instalacion 'ASPA'}
author = {Babichev, A. P., Burjak, E. M., Gorbunova, E. F., Karchevskij, A. I., and Muromkin, Ju. A.}
abstractNote = {The paper describes the main features of the ''ASPA'' device, designed for studies of the adiabatic compression of plasma in a magnetic mirror trap. The vacuum chamber is housed in a solenoid (4 m in length, 1 m in diameter) on whose axis there is a maximum quasi-stationary driving field of 5000 Oe. A titanium injector or co-axial plasma gun generates the deuterium plasma. The plasma blob is injected along the axis and enters the compression zone - a glass tube 10 cm in diameter. A pulsed mirror magnetic field is formed by two coils 20 cm apart (mirror ratio 1:2) ; the maximum pulsed mirror field is 40 kOe, its rise time approximately 40 {mu}s and decay time 350 {mu}s. The composition and energy distributions of the ion component of the plasma in the titanium and coaxial injectors were investigated by mass spectrometry. A microwave interferometer was used to measure , the density of the plasma blob as it moved from the injector to the compression zone. The authors also investigated the passage of the plasma blob through the magnetic mirrors at fields up to 20 kOe. In some experiments the mirror field was parallel to the driving magnetic field, whereas in others it was anti-parallel; in other words a field of the diverter type, with two regions of zero field, was formed. For both the titanium and the co-axial injectors, the injected plasma blob penetrated comparatively freely the magnetic mirror that was parallel to the guiding magnetic field, whereas it hardly penetrated at all when the field was of the diverter type. The authors have thus demonstrated the possibility of removing the heavy impurities from an injected blob by using a pulsed magnetic gate which forms regions of zero magnetic field and whose magnetic lines lead to the walls of the chamber. In provisional experiments on adiabatic plasma compression in a mirror trap, the authors found hard X-radiation (of 30 keV) and studied the effect of the initial magnetic field and the parameters of the plasma blob on the intensity and hardness of this radiation. (author) [French] Les auteurs decrivent les principales caracteristiques de la machine ASPA qui a ete construite en vue d'etudier la compression adiabatique du plasma dans un piege a miroirs magnetiques. La chambre a vide du dispositif se trouve dans un solenoiede (de 4 m de longueur et 1 m de diametre) sur l'axe duquel on peut creer un champ magnetique de guidage longitudinal quasi stationnaire d'une intensite maximum de 5 kOe. Pour produire le plasma, on a utilise un injecteur a.titane ou un canon a plasma coaxial. L'amas de plasma etait injecte le long de l'axe de l'installation et penetrait dans une zone de compression formee d'un tube en verre de 10 cm de diametre. Le champ magnetique a miroirs etait cree a l'aide de deux bobines distantes de 20. cm l'une de l'autre (rapport de miroir 1/2). Le champ magnetique puise maximum dans les miroirs s'elevait a 40 kOe, le temps de montee du champ a Tilde-Operator 40 {mu}s et son temps de chute a 350 {mu}s. La composition et la distribution selon l'energie de la composante ioniquedu plasma dans l'injecteur a titane et dans l'injecteur coaxial ont ete etudiees par spectroscopie de masse. A l'aide d'un interferometre a micro-ondes, ona mesure la densite de l'amasde plasma au cours de son deplacement de l'injecteur vers la zone de compression. On a egalement etudie le passage de cet amas a travers le piege a miroirs pour des champs de 20 kOe. Dans certaines experiences, le champ de miroir etait parallele au champ magnetique de guidage, alors que dans d'autres il etait antiparallele; en d'autres termes, un champ du type 'diverteur' se formait avec deux regions de champ nul. On montre que dans le cas de l'injecteur a titane, comme dans celui de l'injecteur coaxial, l'amas de plasma injecte passe assez facilement a travers le miroir magnetique lorsque la direction de celui-ci coincide avec celle du champ magnetique de guidage, alors qu'il ne le traverse pratiquement pas en presence d'un champ du type 'diverteur'. Sur la base de ces experiences, les auteurs montrent qu'il est possible d'eliminer les impuretes lourdes du plasma a l'aide d'une porte magnetique puisee qui cree des regions ou le champ magnetique est nul et ou les lignes de forces magnetiques rejoignent les parois de la chambre. Au cours des experiences preliminaires sur la compression adiabatique du plasma dans le piege a miroirs, les auteurs ont constate la presence de rayons X durs (de 30 keV) et etudie l'influence que le champ magnetique initial et les caracteristiques de l'amas de plasma exercent sur l'intensite et la durete de ces rayons. (author) [Spanish] En la memoria se explican las caracteristicas principales de la instalacion 'ASPA', construida para investigar la compresion adiabatica de un plasma en una trampa de espejo magnetico. La camara de vacio de la instalacion esta situada en un solenoide (4 m de longitud, 1 m de diametro)en cuyo eje puede crearse un campo magnetico cuasi estacionario longitudinal que actua de guia, de 5 kOe de intensidad maxima. Para generar el plasma de deuterio los autores utilizaron un inyector de titanio o un canon coaxial de plasma. Despues de ser inyectado a lo largo del eje de la instalacion, el plasmoide penetro en la region de compresion, formada por un tubo de vidrio de 10 cm de diametro. El campo magnetico pulsado, con una configuracion de espejo, se creo mediante dos bobinas situadas a 20 cm de distancia entre sf (la razon de espejo era de 1:2). La intensidad maxima del campo magnetico pulsado en los espejos era de 40 kOe, el tiempo de crecimiento del campo magnetico de Tilde-Operator 40 {mu}s, el tiempo de desintegracion del campo de 350 {mu}s. Los autores investigaron por espectrometria de masas la composicion y distribucion energetica del componente ionico del plasma en el. inyector de titanio y en el coaxial. Con ayuda de un interferometro de microondas midieron la densidad del plasmoide al pasar del inyector a la region de compresion. Investigaron tambien el paso del plasmoide a traves del espejo magnetico, para una intensidad del campo de 20 kOe como maximo. En algunos experimentos, el campo del espejo era paralelo al campo magnetico guia, en otros, antiparalelo, es decir, se creo un campo desviador con dos regiones de intensidad nula. Pudo comprobarse que el plasmoide inyectado (con un inyector de titanio o con uno coaxial) atraviesa con bastante facilidad el espejo magnetico cuando la direccion del campo del espejo coincide con la del campo magnetico guia, que no lo atraviesa cuando el campo es de tipo desviador. Basandose en estos experimentos, los autores demostraron la posibilidad de eliminar las impurezas pesadas de un plasma inyectado, utilizando una puerta magnetica pulsada que crea regiones en las que la intensidad del campo magnetico es nula y las lfneas.de fuerza magnetica se dirigen hacia las paredes de la camara. En los experimentos provisionales sobre compresion adiabatica del plasma en una trampa de espejo los autores observaron rayos X duros (de 30 keV de energia); investigaron la influencia ejercida por el campo magnetico inicial y los parametros del plasmoide sobre la intensidad y la dureza de estos rayos. (author) [Russian] Privedeny osnovnye harakteristiki ustanovki ''Aspa'', postroennoj dlja issledovanija adiabaticheskogo szhatija plazmy v lovushke s probochnoj-konfiguraciej magnitnogo polja. Vakuumnaja kamera ustanovki pomeshhaetsja v solenoide (dlina 4 metra, diametr 1 metr), na osi kotorogo mozhet sozdavat'sja prodol'noe vedushhee kvazistacionarnoe magnitnoe pole s naprjazhennost'ju do 5 kje. V kachestve istochnika dejterievoj plazmy ispol'zovalis' titanovyj inzhektor ili koaksial'naja plazmennaja pushka. Plazmennyj sgustok inzhektirovalsja vdol' osi ustanovki i postupal v rabochuju oblast' szhatija, kotoraja predstavljala soboj stekljannuju trubu diametrom 10 sm. Impul'snoe magnitnoe pole probochnoj konfiguracii sozdavalos' dvumja katushkami, rasstojanie mezhdu kotorymi 20 sm (probochnoe otnoshenie 1:2). Maksimal'naja naprjazhennost' impul'snogo magnitnogo polja v probkah sostavljaet 40 kje, vremja narastanija magnitnogo polja Tilde-Operator 40 mksek, a vremja spada polja 350 mksek. Provodilis' mass-spektrometricheskie issledovanija sostava i jenergeticheskih raspredelenij ionnoj komponenty plazmy v titanovom i koaksial'nom inzhektorah. S pomoshh'ju mikrovolnovogo interferometra izmerjalas' plotnost' plazmennogo sgustka pri ego dvizhenii ot inzhektora k rabochej oblasti szhatija. Issledovalos', takzhe, prohozhdenie plazmennogo sgustka cherez magnitnuju probku s naprjazhennost'ju polja do 20 kje. V odnih opytah pole probki bylo parallel'no vedushhemu magnitnomu polju, a v drugih - antiparallel'no, t.e. sozdavalos'' pole divertornogo tipa s dvumja oblastjami nulevoj naprjazhennosti polja. Pokazano, chto inzhektiruemyj plazmennyj sgustok (kak dlja titanovogo, tak i dlja koaksial'nogo inzhektorov) otnositel'no svobodno pronikaet cherez magnitnuju probku, kogda pole probki sovpadaet po napravleniju s vedushhim magnitnym polem; i prakticheski ne prohodit v sluchae polja divertornogo tipa. Na osnovanii jetih opytov pokazana vozmozhnost' otsechki tjazhelyh primesej inzhektiruemoj plazmy s pomoshh'ju impul'snogo magnitnogo zatvora, sozdajushhego oblasti s nulevoj naprjazhennost'ju magnitnogo polja i vyhodom magnitnyh silovyh linij na stenki kamery. V predvaritel'nyh jeksperimentah po adiabaticheskomu szhatiju plazmy v lovushke probochnoj konfiguracii zaregistrirovano zhestkoe rentgenovskoe izluchenie (jenergija 30 kjev) i issledovano vlijanie nachal'nogo magnitnogo polja i parametrov plazmennogo sgustka na intensivnost' i zhestkost' jetogo izluchenija. (author)}
place = {IAEA}
year = {1966}
month = {Apr}
}
title = {Injection of Plasma Blobs into A Mirror Trap With Adiabatic Plasma Compression: ''ASPA'' Device; Injection d'Amas de Plasma dans un Piege a Miroirs avec Compression Adiaba Tique - Machine 'ASPA'; Inzhektsiya plazmennykh sgustkov v probochnuyu lovushku s adiabaticheskim szhatiem plazmy. Ustanovka ''ASPA''; Inyeccion de Plasmoides en una Trampa de Espejos con Compresion Adiabatica. La Instalacion 'ASPA'}
author = {Babichev, A. P., Burjak, E. M., Gorbunova, E. F., Karchevskij, A. I., and Muromkin, Ju. A.}
abstractNote = {The paper describes the main features of the ''ASPA'' device, designed for studies of the adiabatic compression of plasma in a magnetic mirror trap. The vacuum chamber is housed in a solenoid (4 m in length, 1 m in diameter) on whose axis there is a maximum quasi-stationary driving field of 5000 Oe. A titanium injector or co-axial plasma gun generates the deuterium plasma. The plasma blob is injected along the axis and enters the compression zone - a glass tube 10 cm in diameter. A pulsed mirror magnetic field is formed by two coils 20 cm apart (mirror ratio 1:2) ; the maximum pulsed mirror field is 40 kOe, its rise time approximately 40 {mu}s and decay time 350 {mu}s. The composition and energy distributions of the ion component of the plasma in the titanium and coaxial injectors were investigated by mass spectrometry. A microwave interferometer was used to measure , the density of the plasma blob as it moved from the injector to the compression zone. The authors also investigated the passage of the plasma blob through the magnetic mirrors at fields up to 20 kOe. In some experiments the mirror field was parallel to the driving magnetic field, whereas in others it was anti-parallel; in other words a field of the diverter type, with two regions of zero field, was formed. For both the titanium and the co-axial injectors, the injected plasma blob penetrated comparatively freely the magnetic mirror that was parallel to the guiding magnetic field, whereas it hardly penetrated at all when the field was of the diverter type. The authors have thus demonstrated the possibility of removing the heavy impurities from an injected blob by using a pulsed magnetic gate which forms regions of zero magnetic field and whose magnetic lines lead to the walls of the chamber. In provisional experiments on adiabatic plasma compression in a mirror trap, the authors found hard X-radiation (of 30 keV) and studied the effect of the initial magnetic field and the parameters of the plasma blob on the intensity and hardness of this radiation. (author) [French] Les auteurs decrivent les principales caracteristiques de la machine ASPA qui a ete construite en vue d'etudier la compression adiabatique du plasma dans un piege a miroirs magnetiques. La chambre a vide du dispositif se trouve dans un solenoiede (de 4 m de longueur et 1 m de diametre) sur l'axe duquel on peut creer un champ magnetique de guidage longitudinal quasi stationnaire d'une intensite maximum de 5 kOe. Pour produire le plasma, on a utilise un injecteur a.titane ou un canon a plasma coaxial. L'amas de plasma etait injecte le long de l'axe de l'installation et penetrait dans une zone de compression formee d'un tube en verre de 10 cm de diametre. Le champ magnetique a miroirs etait cree a l'aide de deux bobines distantes de 20. cm l'une de l'autre (rapport de miroir 1/2). Le champ magnetique puise maximum dans les miroirs s'elevait a 40 kOe, le temps de montee du champ a Tilde-Operator 40 {mu}s et son temps de chute a 350 {mu}s. La composition et la distribution selon l'energie de la composante ioniquedu plasma dans l'injecteur a titane et dans l'injecteur coaxial ont ete etudiees par spectroscopie de masse. A l'aide d'un interferometre a micro-ondes, ona mesure la densite de l'amasde plasma au cours de son deplacement de l'injecteur vers la zone de compression. On a egalement etudie le passage de cet amas a travers le piege a miroirs pour des champs de 20 kOe. Dans certaines experiences, le champ de miroir etait parallele au champ magnetique de guidage, alors que dans d'autres il etait antiparallele; en d'autres termes, un champ du type 'diverteur' se formait avec deux regions de champ nul. On montre que dans le cas de l'injecteur a titane, comme dans celui de l'injecteur coaxial, l'amas de plasma injecte passe assez facilement a travers le miroir magnetique lorsque la direction de celui-ci coincide avec celle du champ magnetique de guidage, alors qu'il ne le traverse pratiquement pas en presence d'un champ du type 'diverteur'. Sur la base de ces experiences, les auteurs montrent qu'il est possible d'eliminer les impuretes lourdes du plasma a l'aide d'une porte magnetique puisee qui cree des regions ou le champ magnetique est nul et ou les lignes de forces magnetiques rejoignent les parois de la chambre. Au cours des experiences preliminaires sur la compression adiabatique du plasma dans le piege a miroirs, les auteurs ont constate la presence de rayons X durs (de 30 keV) et etudie l'influence que le champ magnetique initial et les caracteristiques de l'amas de plasma exercent sur l'intensite et la durete de ces rayons. (author) [Spanish] En la memoria se explican las caracteristicas principales de la instalacion 'ASPA', construida para investigar la compresion adiabatica de un plasma en una trampa de espejo magnetico. La camara de vacio de la instalacion esta situada en un solenoide (4 m de longitud, 1 m de diametro)en cuyo eje puede crearse un campo magnetico cuasi estacionario longitudinal que actua de guia, de 5 kOe de intensidad maxima. Para generar el plasma de deuterio los autores utilizaron un inyector de titanio o un canon coaxial de plasma. Despues de ser inyectado a lo largo del eje de la instalacion, el plasmoide penetro en la region de compresion, formada por un tubo de vidrio de 10 cm de diametro. El campo magnetico pulsado, con una configuracion de espejo, se creo mediante dos bobinas situadas a 20 cm de distancia entre sf (la razon de espejo era de 1:2). La intensidad maxima del campo magnetico pulsado en los espejos era de 40 kOe, el tiempo de crecimiento del campo magnetico de Tilde-Operator 40 {mu}s, el tiempo de desintegracion del campo de 350 {mu}s. Los autores investigaron por espectrometria de masas la composicion y distribucion energetica del componente ionico del plasma en el. inyector de titanio y en el coaxial. Con ayuda de un interferometro de microondas midieron la densidad del plasmoide al pasar del inyector a la region de compresion. Investigaron tambien el paso del plasmoide a traves del espejo magnetico, para una intensidad del campo de 20 kOe como maximo. En algunos experimentos, el campo del espejo era paralelo al campo magnetico guia, en otros, antiparalelo, es decir, se creo un campo desviador con dos regiones de intensidad nula. Pudo comprobarse que el plasmoide inyectado (con un inyector de titanio o con uno coaxial) atraviesa con bastante facilidad el espejo magnetico cuando la direccion del campo del espejo coincide con la del campo magnetico guia, que no lo atraviesa cuando el campo es de tipo desviador. Basandose en estos experimentos, los autores demostraron la posibilidad de eliminar las impurezas pesadas de un plasma inyectado, utilizando una puerta magnetica pulsada que crea regiones en las que la intensidad del campo magnetico es nula y las lfneas.de fuerza magnetica se dirigen hacia las paredes de la camara. En los experimentos provisionales sobre compresion adiabatica del plasma en una trampa de espejo los autores observaron rayos X duros (de 30 keV de energia); investigaron la influencia ejercida por el campo magnetico inicial y los parametros del plasmoide sobre la intensidad y la dureza de estos rayos. (author) [Russian] Privedeny osnovnye harakteristiki ustanovki ''Aspa'', postroennoj dlja issledovanija adiabaticheskogo szhatija plazmy v lovushke s probochnoj-konfiguraciej magnitnogo polja. Vakuumnaja kamera ustanovki pomeshhaetsja v solenoide (dlina 4 metra, diametr 1 metr), na osi kotorogo mozhet sozdavat'sja prodol'noe vedushhee kvazistacionarnoe magnitnoe pole s naprjazhennost'ju do 5 kje. V kachestve istochnika dejterievoj plazmy ispol'zovalis' titanovyj inzhektor ili koaksial'naja plazmennaja pushka. Plazmennyj sgustok inzhektirovalsja vdol' osi ustanovki i postupal v rabochuju oblast' szhatija, kotoraja predstavljala soboj stekljannuju trubu diametrom 10 sm. Impul'snoe magnitnoe pole probochnoj konfiguracii sozdavalos' dvumja katushkami, rasstojanie mezhdu kotorymi 20 sm (probochnoe otnoshenie 1:2). Maksimal'naja naprjazhennost' impul'snogo magnitnogo polja v probkah sostavljaet 40 kje, vremja narastanija magnitnogo polja Tilde-Operator 40 mksek, a vremja spada polja 350 mksek. Provodilis' mass-spektrometricheskie issledovanija sostava i jenergeticheskih raspredelenij ionnoj komponenty plazmy v titanovom i koaksial'nom inzhektorah. S pomoshh'ju mikrovolnovogo interferometra izmerjalas' plotnost' plazmennogo sgustka pri ego dvizhenii ot inzhektora k rabochej oblasti szhatija. Issledovalos', takzhe, prohozhdenie plazmennogo sgustka cherez magnitnuju probku s naprjazhennost'ju polja do 20 kje. V odnih opytah pole probki bylo parallel'no vedushhemu magnitnomu polju, a v drugih - antiparallel'no, t.e. sozdavalos'' pole divertornogo tipa s dvumja oblastjami nulevoj naprjazhennosti polja. Pokazano, chto inzhektiruemyj plazmennyj sgustok (kak dlja titanovogo, tak i dlja koaksial'nogo inzhektorov) otnositel'no svobodno pronikaet cherez magnitnuju probku, kogda pole probki sovpadaet po napravleniju s vedushhim magnitnym polem; i prakticheski ne prohodit v sluchae polja divertornogo tipa. Na osnovanii jetih opytov pokazana vozmozhnost' otsechki tjazhelyh primesej inzhektiruemoj plazmy s pomoshh'ju impul'snogo magnitnogo zatvora, sozdajushhego oblasti s nulevoj naprjazhennost'ju magnitnogo polja i vyhodom magnitnyh silovyh linij na stenki kamery. V predvaritel'nyh jeksperimentah po adiabaticheskomu szhatiju plazmy v lovushke probochnoj konfiguracii zaregistrirovano zhestkoe rentgenovskoe izluchenie (jenergija 30 kjev) i issledovano vlijanie nachal'nogo magnitnogo polja i parametrov plazmennogo sgustka na intensivnost' i zhestkost' jetogo izluchenija. (author)}
place = {IAEA}
year = {1966}
month = {Apr}
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