npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562922010201npe-9Research ArticleИнженерное проектирование ядерно-физической аппаратурыEngineering Design of Nuclear Physical EquipmentСИСТЕМА СОЗДАНИЯ ТОРОИДАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКАМАКА МИФИСТ-0MEPHIST-0 Tokamak Toroidal Magnetic Field SystemКратС. А.KratS. А.stepan.krat@gmail.comПришвицынА. С.PryshvitsynА. S.АлиеваА. И.AlievaА. I.ЕфимовН. Е.EfimovN. Е.ВиницкийЕ. А.VinitskiyЕ. А.БулгадарянД. Г.BulgadaryanD. G.ВоробьёвГ. М.VorobyovG. M.КурнаевВ. А.KurnaevV. А.Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва, 115409 РоссияРоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), Moscow, 115409 RussiaRussian Federation2022141020231314352Copyright © Крат С.А., Пришвицын А.С., Алиева А.И., Ефимов Н.Е., Виницкий Е.А., Булгадарян Д.Г., Воробьёв Г.М., Курнаев В.А., 20232023Крат С.А., Пришвицын А.С., Алиева А.И., Ефимов Н.Е., Виницкий Е.А., Булгадарян Д.Г., Воробьёв Г.М., Курнаев В.А.Krat S.А., Pryshvitsyn А.S., Alieva А.I., Efimov N.Е., Vinitskiy Е.А., Bulgadaryan D.G., Vorobyov G.M., Kurnaev V.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/9

Описывается система создания тороидального магнитного поля в токамаке МИФИСТ. Система представляет собой единый тороидальный соленоид, состоящий из 12 медных витков, изготовленных из медной полосы варьируемой ширины. Форма полоидального сечения выбрана на основе условия безмоментности. Распределение угла наклона витков в тороидальном направлении по их длине подобрано эмпирически путeм численного моделирования исходя из условия минимизации рассеянных полей. Ожидаемая гофрировка магнитного поля на большом радиусе токамака составляет ~0.6%. Индуктивность соленоида и токоподводящих линий составляет ~37 мкГн, омическое сопротивление ~12 мОм. При поднятии тороидального поля наблюдалось создание напряжения на обходе ~3 В.

A system for creating a toroidal magnetic field in the MEPHIST tokamak is described. The system is a single toroidal solenoid consisting of 12 copper loops made from a copper strip of variable width. The shape of the poloidal cross section is selected based on the zero torque condition. The distribution of the angle of inclination of the loops in the toroidal direction along their length was selected empirically by means of numerical modeling designed to minimize the scattered fields. The expected corrugation of the magnetic field at the large radius of the tokamak is ~0.6%. The inductance of the solenoid and the current supply lines is ~ 37 mH, the ohmic resistance is ~12 mW. When the toroidal field was raised, the loop voltage of ~ 3 V was observed.

токамакмагнитное полеэлектромагнитная системаCOMSOLмагнитометрияtokamaksmagnetic fieldsmagnetic systemCOMSOLmagnetometryДоговор НИОКР 313/1755-Д между НИЯУ МИФИ и АО “Наука и Инновации” (проект ЕОТП-УТП-058 единого отраслевого тематического плана ГК “Росатом”)R&D agreement 313/1755-D between National Research Nuclear University MEPhI and JSC "Science and Innovation" (project EOTP-UTP-058 of unified industry thematic plan of the Rosatom State Corporation)References<em>Mitchell N., Bessette D., Gallix R., Jong C., Knaster J., Libeyre P., et al.</em> // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2008. V. 18. P. 435–440. https://doi.org/10.1109/TASC.2008.921232<em>Mitchell N., Bessette D., Gallix R., Jong C., Knaster J., Libeyre P., et al.</em> // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2008. V. 18. P. 435–440. https://doi.org/10.1109/TASC.2008.921232<em>Huguet M., Dietz K., Hemmerich J.L., Last J.R.</em> // Fusion Technol. 1987. V. 11. P. 43–70. https://doi.org/10.13182/FST87-A25000<em>Huguet M., Dietz K., Hemmerich J.L., Last J.R.</em> // Fusion Technol. 1987. V. 11. P. 43–70. https://doi.org/10.13182/FST87-A25000<em>Khvostenko P.P., Azizov E.A., Alfimov D.E., Belyakov V.A., Bondarchuk E.N., Chudnovsky A.N., et al.</em> // Fusion Eng. Des. 2015. V. 98-99. P. 1090–1093. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.05.036<em>Khvostenko P.P., Azizov E.A., Alfimov D.E., Belyakov V.A., Bondarchuk E.N., Chudnovsky A.N., et al.</em> // Fusion Eng. Des. 2015. V. 98-99. P. 1090–1093. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.05.036<em>Цаун С.В., Юшманов П.Н., Левицкий А.Н., Фёдоров О.В., Шаховец К.Г.</em> Разработка системы тороидального магнитного поля в сферическом токамаке GLOBUS. 1992. Препринт.<em>Цаун С.В., Юшманов П.Н., Левицкий А.Н., Фёдоров О.В., Шаховец К.Г.</em> Разработка системы тороидального магнитного поля в сферическом токамаке GLOBUS. 1992. Препринт.<em>Ovsyannikov D.A., Ovsyannikov A.D., Zhabko A.P., Veremey E.I., Vorobyov G.M., Zavadskij V.M.</em> Proc. 2005 Int. Conf. Physics of Control. 2005. IEEE, Saint-Petersburg State University, Russia. 2005. P. 75–79. https://doi.org/10.1109/PHYCON.2005.1513954<em>Ovsyannikov D.A., Ovsyannikov A.D., Zhabko A.P., Veremey E.I., Vorobyov G.M., Zavadskij V.M.</em> Proc. 2005 Int. Conf. Physics of Control. 2005. IEEE, Saint-Petersburg State University, Russia. 2005. P. 75–79. https://doi.org/10.1109/PHYCON.2005.1513954<em>Ahmad Z., Ahmad S., Naveed M.A., Deeba F., Javeed M.A., Batool S., et al.</em> // Phys. Scr. 2017. V. 92. P. 045601. https://doi.org/10.1088/1402-4896/aa6458<em>Ahmad Z., Ahmad S., Naveed M.A., Deeba F., Javeed M.A., Batool S., et al.</em> // Phys. Scr. 2017. V. 92. P. 045601. https://doi.org/10.1088/1402-4896/aa6458<em>Kurnaev V.A., Vorobyov G.M., Nikolaeva V.E., Krat S.A., Melnikov A.V., Ivanov D.P., Gasparyan Yu.M.</em> // Phys. At. Nucl. 2019. V. 82. P. 1329–1331. https://doi.org/10.1134/S1063778819100144<em>Kurnaev V.A., Vorobyov G.M., Nikolaeva V.E., Krat S.A., Melnikov A.V., Ivanov D.P., Gasparyan Yu.M.</em> // Phys. At. Nucl. 2019. V. 82. P. 1329–1331. https://doi.org/10.1134/S1063778819100144<em>Шафранов В.Д.</em> // Журнал технической физики. 1972. Т. 42. С. 1785–1791.<em>Шафранов В.Д.</em> // Журнал технической физики. 1972. Т. 42. С. 1785–1791.<em>Vorobyov G.M., Krat S.A., Mironov V.D., Kurnaev V.A.</em> // Phys. At. Nucl. 2020. V. 83. P. 1675. https://doi.org/10.1134/S1063778820100257<em>Vorobyov G.M., Krat S.A., Mironov V.D., Kurnaev V.A.</em> // Phys. At. Nucl. 2020. V. 83. P. 1675. https://doi.org/10.1134/S1063778820100257<em>Перфилов С.В., Чудновский А.Н.</em> // Вопросы атомной науки и техники. Сер. термоядерный синтез. 2013. № 36. С. 65–71.<em>Перфилов С.В., Чудновский А.Н.</em> // Вопросы атомной науки и техники. Сер. термоядерный синтез. 2013. № 36. С. 65–71.<em>Knoepfel H. (ed.)</em> Tokamak Start-up. 1986. Boston: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-1889-8<em>Knoepfel H. (ed.)</em> Tokamak Start-up. 1986. Boston: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-1889-8<em>Захаров Л.Е.</em> // Журнал технической физики. 1975. Т. 45. С. 1049–1052.<em>Захаров Л.Е.</em> // Журнал технической физики. 1975. Т. 45. С. 1049–1052.AH49E. https://www.diodes.com/assets/Datasheets/AH49E.pdf.AH49E. https://www.diodes.com/assets/Datasheets/AH49E.pdf.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.