KAERIT 토카막의 플라즈마 생성 실험

Plasma Initiation in the KAERIT Tokamak

KAERIT 토카막 장치의 플라즈마 생성을 위한 수소기차 방전실험에 관해 기술하였다. 이 실험에서는 일주전압, 토로이달 자장, 충전기체 압력, 오차자장 및 예비전리 등이 방전시작에 미치는 영향이 연구되었다. 오차자장은 방전에 가장 큰 영향을 미치는 인자로서 방전전압이 최소가 되는 것은 결국 오차자장 성분을 가장 잘 상쇄시켰을 때였다. 예비전리의 효과는 전반적으로 두드러지지는 않았지만 밀폐 성능이 나쁠수록 상대적으로 크게 나타났다. 실험적으로 구해진 방전시작조건은 이론적인 모델의 계산결과와 비교하였다. 실험에서의 방전영역이 이론적인 계산결과에 비해 줄어드는 경향을 보이고 있는 것은 고려되지 않은 다른 인자에 기인하는 것으로 판단되지만 토카막의 방전시작단계를 다루기에는 이 모델로도 충분하다.

Experiments on the hydrogen gas breakdown for plasma initiation in the KAERIT tokamak are described. The influence of the applied loop voltage, toroidal magnetic field, gas filling pressure, error magnetic field, and preionization is studied. It is concluded that the magnitude of the error field is the most important factor for successful discharge initiation. The gas breakdown voltage becomes minumum when the external compensating field most effectively corrects the net error field. Even though preionization effect is not prominent, it is exhibited more easily in the case of worse confinement. Discharge initiation conditions experimentally determined are compared with those calcuated from a theoretical model. Some other unknown physical processes maintain the operation range somewhat narrower than predicted by the present theoretical model. However, this model is adequate for the breakdown phase of tokamaks.