На токамаке Глобус-М2 создана и введена в эксплуатацию диагностическая система томсоновского рассеяния лазерного излучения для диверторной области плазмы. Диагностика обеспечивает локальные измерения температуры электронов T_e в диапазоне 1 – 100 эВ и плотности электронов n_e в диапазоне от ~10¹⁷-10²⁰ м^-3 в области нижнего дивертора открытого типа. Источником зондирующего излучения является лазер Nd:YAG 1064 нм/2Дж/100 Гц/3нс. Спектрально-аналитический комплекс базируется на фильтровых полихроматорах. Измерения проводятся в 7 пространственных точках в области внутренней диверторной ноги. С помощью новой диагностики впервые зафиксировано формирование области высокой ne во внутреннем диверторе сферического токамака Глобус-М2 на расстоянии ~3 см от X-точки и ~2 см от сепаратрисы. Максимальные значения n_e, измеренные во внутренней ноге дивертора, в 1,5-3 раза превышают ne на той же магнитной поверхности, измеренное на внешнем обводе в экваториальной плоскости в широком диапазоне параметров плазмы, при центральной ne, изменявшейся в диапазоне от 2·10¹⁹ до 1,4·10²⁰ м^-3, как в режимах с омическим нагревом, так и с дополнительным нагревом пучком атомов дейтерия (0,7 МВт) (см. рис.1). Результаты измерений нашли подтверждение при численном моделировании переноса в пристеночной плазме, выполненного кодом SOLPS-ITER. Расчеты показали, что формирование области высокой ne может объясняться дрейфовыми эффектами, а именно возникновением термоэлектрического тока и связанного с ним сильного полоидального электрического поля, что инициирует радиальный E×B-дрейф в области сильного магнитного поля и приводит к локальному росту ne. Ключевой особенностью сферического токамака является значительный вклад B×grad B -дрейфа. Суммарный дрейфовый поток через сепаратрису на Глобусе-М2 может достигать ~50% от потока ионов к внутренней пластине, существенно меняя баланс частиц в диверторе (см. рис.2). Полученные результаты позволят глубже понять механизмы устойчивости плазмы в сферических токамаках и открывают новые возможности для управления режимами работы дивертора.

Публикации

1. [1] Н.В. Ермаков и др., Формирование области высокой плотности со стороны сильного магнитного поля вблизи внутреннего дивертора токамака Глобус-М2 Письма в ЖТФ, 2025, том 51, вып. 6
2. [2] N.V. Ermakov et al, Observation of high field side high density region formation in Globus-M2 Fusion Engineering and Design 222 (2026) 115497