Выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в целях разработки базовых технологий и развития физических принципов длительного устойчивого удержания высокотемпературной термоядерной плазмы, предусматриваемых для последующего создания термоядерного реактора на основе магнитного удержания высокотемпературной плазмы, на основе которых обеспечено достижение результатов мирового уровня в области устойчивого удержания высокотемпературной плазмы в установках токамак Этап 2024 года (промежуточный)

Книга 1 Целью НИОКР является разработка и создание численных кодов для системы интегрированного моделирования разрядов в токамаке, включая модификацию, уточнение и корректировку имеющихся и разработку новых численных кодов, моделирующих физические процессы в термоядерной плазме с реакторными параметрами с учетом новых экспериментальных данных и последних достижений теории, детализацию и адаптацию кодов к условиям действующих и проектируемых российских установок мирового уровня, таких как токамаки Т-15МД, GLOBUS, токамак с реакторными технологиями (ТРТ) и гибридная реакторная установка (ГРУ). В процессе работы определен необходимый набор функциональных модулей и разработана архитектура их взаимодействия для моделирования эволюции плазмы на начальной стадии разряда, в стационарных условиях, а также при развитии неустойчивости срыва. Развит расчетный алгоритм на основе преобразования Стоквелла для анализа данных по динамике тиринг-неустойчивости в токамаке. Представлены результаты усовершенствования расчетно-теоретических основ ряда диагностик. Новизна полученных результатов состоит в усовершенствовании моделей плазмо-физических процессов с учетом современных достижений теории и новых результатов экспериментов на крупнейших токамаках мира, а также в интеграции различных кодов для решения актуальных расчетно-теоретических задач в поддержку исследований на действующих и проектируемых токамаках. Степень внедрения результатов НИОКР. Выполненные работы являются существенным вкладом в развитие вычислительных моделей плазменных процессов и созданных на их основе расчетных кодов для обоснования физических принципов длительного устойчивого удержания высокотемпературной термоядерной плазмы. Область применения результатов НИОКР. Полученные результаты могут быть использованы при разработке сценариев разряда в токамаке и анализе экспериментальных данных, включая интегрированное предсказательное моделированием плазмы, изучение условий развития тиринг-неустойчивости в токамаке, создание методов предотвращения или смягчения последствий срывов разряда. Книга 2 В экспериментах 2024 года на Т-15МД получены разряды с вытянутой формой поперечного сечения плазменного шнура с k≥1,5. Рабочий диапазон токов плазмы расширен до 560 кА. Эксперименты проводились при ВТ=1,5 Тл. Гиротрон мощностью 1 МВт использовался для СВЧ-пробоя и нагрева плазмы. Достигнуты значения электронной температуры плазмы Te(0)≥2 кэВ при центральной плотности плазмы ne(0) ≥1,5х1019 м-3.В результате выполнения работы показана возможность получения устойчивых равновесных конфигураций с вытянутым поперечным сечением плазмы в рамках имеющихся электротехнических ограничений. Диагностический комплекс токамака Т-15МД продемонстрировал работоспособность в режимах с вытянутой конфигурацией плазменного шнура и дополнительным (электронно-циклотронным) нагревом.