We report on a new plasma startup scenario in the gas dynamic trap (GDT) magnetic mirror device. The primary 5 MW neutral beam injection (NBI) plasma heating system fires into a sufficiently dense plasma target ('seed plasma'), which is commonly supplied by an arc plasma generator. In the reported experiments, a different approach to seed plasma generation is explored. One of the channels of the electron cyclotron resonance (ECR) heating system is used to ionize the neutral gas and build up the density of plasma to a level suitable for NBI capture. After a short transition of approximately 1 ms the discharge becomes essentially similar to a standard one initiated by the plasma gun. This paper presents the discharge scenario and experimental data on the seed plasma evolution during ECRH, along with the dependencies on incident microwave power, magnetic configuration and pressure of a neutral gas. The characteristics of the consequent high-power NBI discharge are studied and differences from the conventional scenario are discussed. A theoretical model describing the ECR breakdown and the seed plasma accumulation in a large-scale mirror trap is developed on the basis of the GDT experiment.
我々は、ガス動的トラップ（GDT）磁気ミラー装置における新しいプラズマ起動シナリオについて報告する。主要な5 MW中性粒子ビーム入射（NBI）プラズマ加熱システムは、十分に密度の高いプラズマターゲット（「シードプラズマ」）に入射され、これは通常アークプラズマ発生装置によって供給される。報告する実験では、シードプラズマ生成に対する異なるアプローチが探求される。電子サイクロトロン共鳴（ECR）加熱システムのチャネルの一つが、中性ガスを電離し、NBI捕捉に適したレベルまでプラズマ密度を構築するために使用される。約1 msの短い遷移の後、放電はプラズマガンによって開始される標準的な放電と本質的に同様になる。本論文は、放電シナリオとECRH中のシードプラズマ進化に関する実験データを、入射マイクロ波パワー、磁場配位、中性ガス圧力への依存性とともに提示する。その後の高パワーNBI放電の特性が研究され、従来のシナリオとの差異が議論される。ECR破壊と大規模ミラートラップにおけるシードプラズマ蓄積を記述する理論モデルが、GDT実験に基づいて開発される。