Tokamak CASTOR (zkratka z angl. Czech Academy of Sciences TORus) v letech 1977-1984 neslo zařízení název TM-1-MH, je tokamak s kruhovým průřezem sloupce plazmatu, který byl v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR v provozu v letech 1977-2006. Původně byl tento tokamak zkonstruován v Moskvě počátkem 60. let jako jeden z prvních fungujících tokamaků na světě pod názvem TM-1 ("Tokamak Malyj"). V roce 1975 byl darován Ústavu fyziky plazmatu ČSAV, kde byl slavnostně uveden do provozu v roce 1977 pod názvem TM-1-MH (Microwave Heating). V roce 1985 prošel výraznou rekonstrukcí včetně výměny vakuové komory a instalace zpětnovazebního systému řízení polohy plazmatu, umožňujícího několikanásobné prodloužení délky výboje tokamaku, přičemž byl název zařízení změněn na CASTOR. Výzkum na CASTORu probíhal až do konce roku 2006, kdy byl jeho provoz ukončen vzhledem k probíhající instalaci nového tokamaku COMPASS. Poté byl CASTOR převezen na FJFI ČVUT, kde pod novým jménem GOLEM slouží k výuce studentů zejména v novém studijním směru Fyzika a technika termojaderné fúze.
CASTOR má poslední uzavřený magnetický povrch definován poloidálním molybdenovým limiterem. Jako pracovní plyn se používá vodík, zdrojem energie pro toroidální magnetické pole je kondenzátorová baterie o kapacitě 1 MJ. Zpožďovací linka s energií několika desítek kJ zajišťuje vytváření a ohřev plazmatu. Poloha plazmatu je stabilizována zpětnovazebním systémem.
Tokamak CASTOR (2004)
Hlavní uzly tokamaku CASTOR jsou:
- Výbojová komora, cívky a vinutí pro vytváření toroidálního, poloidálního a příčného magnetického pole a kondenzátorové baterie jako zdroj proudu pro zmíněná vinutí
- Vakuový čerpací systém (turbomolekulární a rotační vývěva) spolu s měřením tlaku napouštěním pracovního plynu (H, He)
- Systém čištění vnitřní stěny komory před výbojem (ohřev komory, doutnavý výboj)
- Systém zpětnovazebního řízení polohy sloupce plazmatu ve výbojové komoře v reálném čase
- Systém pro dodatečný ohřev plazmatu a neinduktivní buzení proudu dolnohybridní elektromagnetickou vlnou (2 x 40 kW s frekvencí 1,25 GHz)
- Sada základních diagnostik pro měření hlavních parametrů plazmatu
- Systém automatického sběru experimentálních dat (56 kanálů snímaných s frekvencí 100 kHz, 80 kanálů rychlého sběru se vzorkovací frekvencí 1 MHz)
Hlavní parametry:
| velký poloměr |
R= 0.4 m |
| malý poloměr |
a= 0.085 nebo 0.060 m |
| toroidální magnetické pole |
Bt < 1.5 T |
| proud plazmatem |
Ip < 25 kA |
| délka pulzu |
t < 50 ms |
| hustota plazmatu |
ne= 0.2-3.0*1019 m-3 |
| elektronová teplota |
Te(0) < 200 eV |
| iontová teplota |
Ti(0) < 100 eV |
Slavnostní spuštění (1977)
Diagnostiky:
Tokamak CASTOR byl vybaven řadou unikátních diagnostických metod, které umožňovaly detailní studium fyzikálních procesů probíhajících v plazmatu:
- VUV spektrometr typu Seya-Namioka s vysokým prostorovým rozlišením
- XUV spektrometr, který využívá mnohovrstvá zrcadla jakožto disperzní element
- Pole bolometrů pro měření radiačních ztrát
- Mikrovlnný interferometr pro měření hustoty plazmatu pracující na frekvenci 70 GHz
- Analyzátor energetického spektra rychlých neutrálních atomů
- Radiometr elektromagnetického vyzařování pro pásmo 17-27 GHz a 27-40 GHz
- Mikrovlnný reflektometr pracující na frekvencích 29, 33 a 35 GHz
- Pole Langmuirových sond pro monitorování okrajového plazmatu v radiálním a poloidálním směru
- Pokročilé sondy pro měření iontové a elektronové teploty, potenciálu plazmatu, směrových toků iontů v plazmatu
- Frekvenčně modulovaný mikrovlnný interferometr pracující na f = 70 GHz
- RF sondy (měřící až do 10 GHz) pro měření charakteristik dolně-hybridní vlny a její interakce s plazmatem před ústím RF antén
- Pole cívek pro monitorování magnetické turbulence
|
