Тороидальные альфвеновские моды (TAE) в термоядерных установках приводят к потерям быстрых ионов. Исследование TAE в современных классических токамаках требует создания специфических условий, в то время как в будущих реакторах ТАЕ будут возникать в рутинных плазменных разрядах. Для подробных исследований ТАЕ перспективно проводить эксперименты на сферических токамаках, где TAE существуют в широком диапазоне экспериментальных параметров. На токамаке Глоубс-М2 проведено исследование потерь быстрых ионов из-за TAE [1,2]. Неустойчивости приводили к переносу до 80% популяции быстрых ионов из центральной области плазмы на периферию, а также к потере более 50% ионов высокой энергии из-за попадания в стенку токамака, создавая таким образом локальную тепловую нагрузку до 6 МВт/м2. Впервые с помощью анализатора атомов перезарядки проведено измерение распределения быстрых частиц при взаимодействии с альфвеновской волной (Рис 1, слева). Выявлен резонансный механизм переноса быстрых частиц. Обнаружено уменьшение потерь быстрых частиц при увеличении тока плазмы и магнитного поля (Рис 1, справа). Проведенный анализ позволяет прогнозировать уменьшение потерь быстрых частиц в будущих сферических установках.

Публикации

1. [1] Balachenkov I.M. et al. Plasma Phys. Rep. 50, 765–772 (2024).
2. [2] Bakharev N.N. et al. Phys. Plasmas, 30, 072507 (2023).
3. [3] Kurskiev G.S. et al. Phys. Plasmas 31, 062511 (2024).