The power balance of discharges with 37 kW of applied microwave power in the ELMO Bumpy Torus (EBT) is examined in a zero-dimensional model using data on the intensity and linewidth of the molecular and atomic hydrogen emission. At least 60% of the applied power is ultimately dissipated by processes involving the neutral particles, including dissociation of molecules, ionization of and radiation from atoms, and heating of cold electrons produced during atomic ionization. The molecular influx rate and the density of atoms are used independently to determine the bulk electron particle confinement time, and an upper bound estimate is made of the diffusional power loss from the bulk plasma electrons. Parameters derived from the basic spectroscopic data presented include the neutral atom density 2-5 × 1010 cm-3, incident molecular flux 3-5 × 1015 cm-2 s-1, bulk ion temperature approximately=3 eV, and particle confinement time <1.1 ms. The bulk electron energy confinement time is 0.7 ms or less in the standard operating regime.
要旨:ELMOバンピートーラス(EBT)における37 kWの印加マイクロ波出力を用いた放電のパワーバランスを、分子状および原子状水素の発光強度と線幅のデータを用いてゼロ次元モデルで調べた。印加出力の少なくとも60%は、最終的に中性粒子を含む過程、すなわち分子の解離、原子の電離および放射、ならびに原子電離中に生成される低温電子の加熱によって消費される。分子入射束と原子密度を独立に用いて、バルク電子の粒子閉じ込め時間を決定し、バルクプラズマ電子からの拡散によるパワー損失の上限値を推定した。提示された分光データから導出されたパラメータには、原子密度2〜5×10¹³ cm⁻³、入射分子束3〜5×10¹⁵ cm⁻² s⁻¹、バルクイオン温度約3 eV、粒子閉じ込め時間1.1 ms未満が含まれる。標準的な運転領域におけるバルク電子のエネルギー閉じ込め時間は0.7 ms以下である。