The paper describes experiments on the injection of an electron beam into a gas at the gas dynamic trap (GDT) and develops a technique for creating a starting plasma with parameters sufficient for its subsequent heating by neutral beams. It is found that a relatively thin electron beam is capable of ionizing plasma in the entire volume of the trap, and the plasma turbulence it excites is capable of accelerating some of the electrons to energies tens of times higher than the initial energy of the beam. It is shown that, in contrast to early experiments on tabletop open traps, collective beam relaxation under GDT conditions occurs in the vicinity of the entrance magnetic mirror. Since the electron cyclotron frequency in this region significantly exceeds the plasma frequency, it is necessary to study the mechanism of a beam-plasma discharge under these conditions. As a first step along this path, we measure the radial diffusion coefficient of fast particles, as well as the rate at which they gain energy.

The possibility of local measurement of the fluctuation level of the radial plasma velocity using equatorial enhanced scattering of a narrow microwave beam in the upper hybrid resonance in internal regions of tokamak plasma is demonstrated. Restrictions of the proposed method at the plasma periphery where the density fluctuation amplitude increases and small-angle scattering of microwaves by the fluctuations along the path to the upper hybrid resonance and back becomes significant are clarified.

At present time, intensive efforts on the decommissioning of nuclear facilities are actively performed with the efficiency improvement viewed as a key task as regards their planning. Since the management of the generated radioactive waste is considered as a main component of the decommissioning cost, reliable estimate of the generated RW amounts is essential. The paper seeks to demonstrate an approach to assessing the amounts of decommissioning RW based on the data from comprehensive engineering and radiation survey of a facility in question using digital information models.

The paper provides a detailed overview of current opportunities and perspective tasks associated with information support of radioactive waste management, including references to the digital economy with an emphasis on radioactive waste disposal.

To study the neutron-physical characteristics of thorium-plutonium fuel, we have previously proposed to construct a facility consisting a subcritical assembly of a high-temperature nuclear reactor and a source of additional neutrons in the form of a plasma column. Additional neutrons are generated as a result of the D-D synthesis in this column of high-temperature plasma, which is created and confined in a long magnetic trap. The article presents the computer simulation results of the nuclear fuel evolution in the proposed facility. The simulation was carried out for plasma parameters, in which the D-D synthesis reaction gives the total neutron yield of 2 × 10 16 neutrons/s from the plasma column inside the subcritical assembly with a length of 3 m. Two variants of the fuel assembly operation mode, differing in the content of plutonium in the original thorium-plutonium fuel, are considered. In the first one, the initial plutonium fraction is 4 %, which ensures the subcritical state of the fuel assembly with an effective neutron multiplication factor k ef = 0.95. In the second variant, the part of plutonium is increased up to 5 %, which allows the assembly to have k ef = 0.99 at the operation conditions. The choice of such values of plutonium percentage was made according to the results of a detailed computer simulation of the main neutron-physical processes in the reactor core. The evolution of the fuel isotopic composition was calculated for the total time of the assembly operation – 3000 days. In the process of the fuel “burning” at the conditions of unchanged neutron yield from the plasma, a time decrease in the neutron multiplication factor and the power of the nuclear fission process in the reactor core from the beginning of the operating cycle was detected. To compensate this reduction in produced power, the required increase in the neutron yield from a plasma source is calculated. The article presents the simulation results and discusses various aspects of the solutions obtained.

An analysis of D and T fuelling requirements for DT mix control for ITER H-mode plasmas is performed including the use of pellet injection for core plasma fuelling and ELM pacing with gas fuelling for edge density and divertor power load control based on the ITER fuelling and pumping systems capabilities [1]. Simulations are carried out by 1.5D core transport modelling with individual treatment of D and T ions and discrete pellet modelling [2] with ASTRA suite of codes [3]. Plasma parameters at the separatrix and particle sources from gas puffing are derived from scalings based on SOLPS simulations [4]. The width and height of the pedestal were fitted following EPED1+SOLPS scaling prediction [5]. The anomalous transport was calculated by the TGLF model [6]. The TGLF model is benchmarked against the GLF23 model [8] predictions for a comparable case of DD ITER operation. The studies of sensitivity of the DT mix and density control to pellet injection parameters is carried out. Transport model description The simulations carried out by 1.5D core transport modelling with ASTRA suite of codes [3] comprise self-consistent modelling of 2D equilibrium and 1D transport for densities of the charged particle species, electron and ion temperatures Te, Ti, and poloidal magnetic flux, . Particle transport solver was modified to calculate 4 individual ion species, nD, nT, nHe, nNe, including individual treatment of D and T ions and calculation of the electron density from the quasi-neutrality condition: ne =  Zkni,k, i,k = D, T, He, Ne. Boundary conditions at the separatrix and particle sources from gas puffing are derived as functions of the particle and power fluxes to the SOL based on the SOLPS simulations [4]. The anomalous diffusivities in the edge transport barrier additional to the neoclassical transport are tuned to provide the time averaged pedestal pressure following EPED1+SOLPS scaling 45 EPS Conference on Plasma Physics P5.1050

The analysis of the stochastic model of a nanocluster of a smoky quartz composition (cairngorm) is performed at low temperature relaxation. The structure and coordination characteristics of the cairngorm’s nanoparticles as one of the most likely scenarios for the relaxation by the Monte Carlo method are determined.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОД SPIDER. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАВНОВЕСИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ПЛАЗМЫ ТОКАМАКАА.А.Иванов 1

Negative triangularity tokamak plasmas are subject of an increased interest both in existing experiments and in studies of core physics as well as power handling relevant to the fusion demonstration power reactor. The ideal MHD stability calculations for the negative triangularity plasma extend the investigation of the TCV tokamak beta limits and edge stability to double null shapes, lower aspect ratio and negative shear. In case of the negative triangularity, the 2nd stability access is closed for ballooning modes and a well defined limiting pressure gradient profile exists in the positive shear region. The external kink mode stability limit can be obtained by rescaling the limiting profiles. H-mode discharges with upper negative triangularity in TCV demonstrate significant mitigation of type I ELM peak power losses. This is consistent with lower edge stability limits for the pedestal. For double null negative triangularity configurations higher pedestals can be stable due to higher shear at low pedestal current density. At the same time a destabilization of a whole range of fixed boundary modes takes place, once the Mercier criterion for localized modes is violated, implying possible changes in the ELM characteristics. In particular, the diamagnetic stabilization on the edge stability is much less effective than in a standard case when peeling-ballooning modes set pedestal height limit.

НИЦ «Курчатовский институт», Москва, РоссияПредложены варианты профилей плазмы для возможных стационарных режимов с улучшенным удержанием плазмы в компактном токамаке ТИН-СТ с аспектным отношением R/a = 1,75, вытянутостью сечения  = 2,75 и треугольностью δ = 0,4.Для увеличения доли бутстреп-тока максимум градиента давления расположен на 0,8 малого радиуса плазмы.Величина внутренней индуктивности изменяется от 0,3 для варианта со скинированным профилем тока до 0,4 в случае монотонно спадающего к границе пикированного профиля тока.Предложенные профили были использованы для расчётов равновесия плазмы со свободной границей и МГД-устойчивости.Для ограничения инкремента вертикальной неустойчивости плазмы значениями ниже 100 с -1 (что определяется возможностями систем активной стабилизации) требуются дополнительные пассивные стабилизаторы как у внешней, так и внутренней стенок вакуумной камеры.Предельные по устойчивости внешних винтовых мод величины нормированного тока составляют I N < 8 (что соответствует току плазмы I p = 2,9 МА при а = 0,27 м и В = 1,35 Тл).Для стационарных режимов с большими  и фактором запаса устойчивости на магнитной оси q 0 > 1 оптимальная величина тока ниже: I N = 5 (I p = 1,8 МА).Глобальные винтовые моды ограничивают величину нормированного бета β N < 6 при условии стабилизации внешних винтовых мод, неустойчивых из-за конечной проводимости стенки (RWM) и q 0 > 2. Винтовые/баллонные моды со средними величинами тороидального волнового числа n > 5, которые слабо стабилизируются проводящей стенкой, дают то же ограничение β N < 6.

А. А. Иванов a, С. П. Кнуренко, М. И. Правдин b, И. Е. Слепцов ... Институт космофизических исследований и аэрономии имени Ю. Г. Шафера СО РАН. Россия, 677980, Якутск, пр-т Ленина, д. 31. ... E-mail: a ivanov@ikfia.ysn.ru, b m.i.pravdin@ikfia.ysn.ru ... Статья поступила 17.12.2009, подписана в печать 15.01.2010 ... Излагаются современное состояние Якутской установки ШАЛ и перспективы, связанные с ее модернизацией, приводятся основные результаты по энергетическому спектру, составу и анизотропии космических лучей сверхвысоких энергий, полученные на установке за последнее время. ... Ключевые слова: космические лучи, широкие атмосферные ливни, энергетический спектр, анизотропия, массовый состав. ... УДК: 524.1. PACS: 96.50.S-, 96.50.Sb, 96.50.Sd. ... Введение ... Вторая половина прошлого века ознаменовалась активными исследованиями космических лучей (КЛ) сверхвысоких энергий. Эти исследования базировались на экспериментальных данных, полученных на установках широких атмосферных ливней (ШАЛ) большой светосилы: SUGAR в Австралии [1]; Havera Park в Англии [2]; Akeno-20, впоследствии AGASA в Японии [3, 4]; Fly's Eye, впоследствии HiRes в США [5, 6] и Якутская установка ШАЛ [7, 8] в СССР. ... Создание в Якутске по инициативе председателя проблемного Совета АН СССР Космические лучи С. Н. Вернова в начале 1970-х гг. гигантской по тем временам установки для регистрации ШАЛ послужило в бывшем Советском Союзе началом исследований КЛ в области предельно высоких энергий, 1017 - 1020 эВ. Подготовку соответствующего проекта и его реализацию доверили только что созданному в Якутске Институту космофизических исследований и аэрономии (ИКФИА) Якутского филиала СО РАН. На всех этапах работ по созданию Якутской установки ШАЛ, включая работы по проектированию, большую помощь ИК-ФИА оказали специалисты Научно-исследовательского института ядерной физики при МГУ под руководством Г. Б. Христиансена и Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР под руководством С. И. Никольского. ... Следует отметить, что многолетний опыт работы Якутской установки и полученные на ней важнейшие научные результаты наряду с зарубежными коллективами стимулировали скорейшее создание установок ШАЛ нового поколения еще большей светосилы. В последние годы реализованы международные проекты по созданию установок с площадью контроля тысячи и десятки тысяч км2: Pierre Auger Observatory (РАО) в Аргентине [9] и Telescope Array в США [10]. Эти установки нацелены на исследование КЛ с предельно высокой энергией, выше 1019 эВ. ... 1. Якутская комплексная установка ШАЛ ... Якутская установка ШАЛ расположена в долине реки Лены в 55 км южнее г. Якутска (61.7° с.ш., 129.4° в.д., ПО м над уровнем моря, толщина атмосферы - 1020 г/см2). Строительство установки, ее поэтапный ввод в действие были начаты в 1966 г. Прототип из 13 станций (пункт наблюдений), расположенный в круге с радиусом 1 км, был запущен в декабре 1970 г. В дальнейшем эти станции составили центральное ядро, вокруг которого шло расширение установки. ... 1.1. Современный статус установки ... Якутская установка ШАЛ состоит из 60 отдельных станций с детекторами, которые расположены на общей площади около 12 км2, и центрального регистратора (ЦР). Кроме того, имеется несколько дополнительных экспериментальных пунктов. На рис. 1,а показан общий план расположения детекторов установки, а на рис. 1,6 приведен план центральной части. ... На стандартной станции установлены два сцинтилляционных детектора площадью 2 м2 каждый и детектор черенковского излучения. Во всех детекторах используются ФЭУ-49 или аналоги, близкие по своим параметрам. Все станции связаны с центральным регистратором (ЦР) с помощью коаксиальных кабелей. При одновременном срабатывании обоих детекторов станции сигнал об этом передается в ЦР. События отбираются в ЦР при одновременном срабатывании трех станций, образующих треугольник. При отборе ливня информация из буферной памяти станции по команде передается в центр. Временная синхронизация детекторов на станциях осуществляется с помощью радиоканала с точностью 100 не. ... На большей части установки (около 8 км2) расстояние между соседними станциями равно 500 м, и 63 таких треугольника составляют триггер-500 Якутской установки. Такой триггер отбирает ливни от первичных частиц с энергией выше 5-1016 эВ. 19 станций по всей площади установки образуют аналогичную сетку треугольников со стороной 1000 м, и они формируют независимый триггер-1000 с пороговой энергией около 1018 эВ. ... Для измерения в ливнях потока мюонов с пороговой энергией 1 ГэВ работают пять подземных пунктов, размещенных в центральном круге радиусом 1 км. В них ... Рис. 1. Общий план расположения детекторов (а) и подробный план центральной части (б) Якутской установки ШАЛ ... установлены стандартные сцинтилляционные счетчики. Общая площадь детекторов в каждом таком пункте 20 м2. Кроме того, имеется большой мюонный детектор (БМД) с площадью 180 м2. В нем установлено 90 стандартных двухметровых сцинтилляционных счетчиков.