The two simplest axisymmetric systems (multi-mirror and gas dynamic) for plasma heating and confinement are described. Significant progress in understanding the key physical phenomena in heating and confinement of plasma made it possible to suppress longitudinal electron thermal conductivity (by three orders of magnitude, in the case of the multi-mirror system), to stabilize MHD instabilities in axisymmetric geometry. As a result of such suppression, in the case of the multi-mirror trap, a dense plasma (ne ∼ 1021 m−3) was heated up to Te ≈ Ti ≈ 2 keV or even higher. Until now no limitations preventing further growth of plasma parameters have been observed. The main goal of the gas dynamic trap studies is a demonstration of the feasibility of a 14 MeV neutron source (NS) with a neutron flux density of 2 MW m−2, and a testing zone area of 1 m2 for structural tests of fusion materials. In this paper, the most important results on the MHD stability of plasma in axisymmetric geometry, as well as the formation of fast sloshing ions population and the D–D neutrons generation are presented. Currently, the upgrade of the GDT device has been completed. We also report on the construction of new neutral beam injectors with total power of up to 10 MW and heating pulse duration of 5 ms (corresponding to a steady state regime). According to calculations, the feasibility of a 'moderate' NS with a neutron flux of 0.5 MW m−2 can be demonstrated with the new neutral beam injection system in the near future. Preliminary experiments with the first two new NB injectors are currently being carried out at the Budker Institute of Nuclear Physics.
最も単純な2つの軸対称系(多ミラーおよびガス動的トラップ)におけるプラズマ加熱と閉じ込めについて述べる。加熱および閉じ込めにおける主要な物理現象の理解における顕著な進展により、縦方向電子熱伝導を(多ミラーの場合、3桁)抑制し、軸対称幾何学におけるMHD不安定性を安定化することが可能となった。このような抑制の結果、多ミラートラップの場合、高密度プラズマ(ne ∼ 10²¹ m⁻³)がTe ≈ Ti ≈ 2 keV以上まで加熱された。現在までに、プラズマパラメータのさらなる増大を妨げる限界は観測されていない。ガス動的トラップ研究の主な目標は、核融合材料の構造試験のための、中性子束密度2 MW m⁻²、試験領域面積1 m²を有する14 MeV中性子源(NS)の実現可能性を実証することである。本論文では、軸対称幾何学におけるプラズマのMHD安定性、高速スロッシングイオン集団の形成、およびD–D中性子生成に関する最も重要な結果を提示する。現在、GDT装置のアップグレードが完了している。また、総出力最大10 MW、加熱パルス持続時間5 ms(定常状態レジームに相当)の新型中性粒子ビーム入射装置の建設についても報告する。計算によれば、新型中性粒子ビーム入射システムを用いることで、近い将来、中性子束0.5 MW m⁻²の「中程度の」NSの実現可能性が実証され得る。現在、バドカー核物理研究所において、最初の2基の新型NB入射装置を用いた予備実験が実施されている。