ОТЧЕТ О НАУЧНО – ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ "ФИЗИКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИНАМИКИ, УДЕРЖАНИЯ И НАГРЕВА ПЛАЗМЫ В ТРЕХМЕРНЫХ МАГНИТНЫХ КОНФИГУРАЦИЯХ"

Объект исследования: плазма, создаваемая и нагреваемая в трехмерных магнитных конфигурациях - это тороидальное магнитном поле стеллараторного типа и конфигурации токового слоя c встречными направлениями силовых магнитных линий. Цели: изучение процессов формирования, удержание и ускорение заряженных частиц плазмы в трехмерных магнитных системах. Получение и нагрев плазмы в стеллараторе осуществляли в моноимпульсном режиме и в режиме амплитудной модуляции мощного (до 0,95 МВт) импульсного (12 мс) СВЧ излучения на частоте 75 ГГц, вводимого в плазму, удерживаемой в стеллараторе. Методом измерения спектров мягкого рентгеновского излучения установлена величина электронной температуры плазмы около 1 кэВ. Установлен преимущественно турбулентный характер энергетических потерь плазмы в стеллараторе, характеризующийся энергетическим временем жизни плазмы около 1,2 мс. Методом волнового моделирования распространения и поглощения СВЧ-пучка в плазме стелларатора показано, что оптимальные условия для вложения СВЧ-мощности в плазму достигаются в режиме электронного циклотронного резонанса на второй гармонике гирочастоты оси трехмерной стелларатора. При удвоении удельной мощности СВЧ-нагрева от 0,8 МВт/м³ до 1,6 МВт/м³ происходят рост турбулентности плазмы и отклонение функции распределения вероятности турбулентных флуктуаций от гауссовского закона. При моделировании процессов в токовых слоях магнитосферы Земли установлено, что в «тонких» слоях (в сравнении с поперечной размером слоя) относительный вклад эффекта Холла значительно сильнее выражен, чем в «толстых», что согласуется со спутниковыми наблюдениями в токовом слое, формирующемся в магнитосфере Земли. Полученные результаты обладают новизной и соответствуют «Приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (http://www.kremlin.ru/supplement/987). Полученные новые данные представляют интерес как для формирования концепции построения новых экспериментальных установок стеллараторного типа, в которых возможно получение и удержание горячей плазмы в субтермоядерными параметрами, так и для лабораторного моделирования процессов в магнитосфере Земли.