Статистические методы анализа поглощения фотонов в рентгеновской диагностике плазмы

• Автор: Подоляк, Евгений Робертович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 c. : ил

Глава I. Обзор детекторов рентгеновского излучений

1.1. Дифракционные приборы

1.2. Газовые пропорциональные и сцинтилляционные детекторы

1.3. Дрейфовая камера и метод фильтров

Глава 2. Метод максимума правдоподобия в задаче восстановления спектров

2.1. Постановка задачи. Соотношение между спектром и измеряемыми величинами

2.2. Восстановление непрерывных спектров

2.3. Определение погрешности восстановления

2.4. Восстановление дискретных спектров

Глава 3. Аппаратные функции газового пропорционального

счетчика и МГФ-детектора

3.1. Аппаратная функция газового пропорционального детектора
3.2. Численное моделирование работы газового пропорционального счетчика
3.3. Восстановление "пропорциональных" спектров: рентгеновская трубка и
3.4. Аппаратная функция МГФ-детектора
3.5. Численное моделирование МГФ-детектора
Глава 4. Применение МГФ-детектора для диагностики плазмы

4.1. Измерение спектра А?
4.2. Особенности применения МГФ-детектора в мягкой рентгеновской области. Сечение фотоионизации молекулярного водорода

4.3. Измерение спектра низковольтной рентгеновской
трубки
4.4. Измерение ультрамягкого рентгеновского излучения
из катодного пятна вакуумной дути
4.5. Определение атомной температуры дути из измерений поглощения рентгеновского излучения
4.6. Изучение импульсной дуги низкого давления
4.7. Конструкция СВЧ плазменной установки
4.8. Результаты измерений спектра УМР излучения
СВЧ плазменного шнура
Заключение
Список литературы
Приложение. Текст части программы, реализующей алгоритм (2.22)

Интенсивное развитие физики плазмы, связанное в значительной мере с работами по управляемому термоядерному синтезу, требует качественного и количественного улучшения методов диагностики. Существующие методы диагностики позволяют в большинстве случаев измерить основные параметры плазмы: концентрации электронов и ионов и их температуры [I] . Однако, для дальнейшего развития теории процессов, протекающих в плазме, совершенствования методов разогрева и удержания необходима более детальная и точная инзлемг/оа^^О^У
формация о функции распределения компоненте плазмы. Эту задачу можно, в принципе, решить с помощью пассивной рентгеновской диагностики.
Рентгеновская диагностика обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами исследования плазмы. Это обусловлено тем, что основной вклад в излучение дают быстрые электроны, изучение которых для целей нагрева плазмы представляют наибольший интерес. Жесткое рентгеновское излучение не рассеивается и практически не поглощается в окружающем плазму газе. Поскольку существует непосредственная связь мевду спектром рентгеновского излучения и функцией распределения электронов по скоростям, то методами пассивной диагностики можно, в принципе, измерять функцию распределения электронов.
Существующие методы рентгеновской диагностики можно условно разделить на два класса: диагностика с высоким спектральным разрешением (с использованием дифракционных приборов) и диагностика с использованием пропорциональных детекторов (газовых и полупроводниковых), метод фильтров, дрейфовые камеры и т.д. Методы, относящиеся к первому классу, обладают высоким спектральным разрешением, но имеют ряд недостатков: низкую эффективность регистрации излучения из-за маленьких входных апертур и низкого коэффи-

денные в этом параграфе, можно условно разделить на две группы.
I) спектры*, снятые в области энергий 280 эВс<4> ^ I кэВ. Источником излучения в этом случае служила рентгеновская трубка с медным анодом, а контрольные опыты проводились с помощью решеточного монохроматора. 2) спектры, снятые в области энергий ~ бкэВ.

Источником излучения служил радиоактивный препарат Fe , спектр которого хорошо известен и часто используется в калибровочных опытах.
При обработке экспериментальных данных обнаружились две особенности, отличающие реальный эксперимент от численного моделирования. Первая особенность касается калибровки. Оказалось, что в мягкой области не всегда возможно получить спектр, состоящий из одной или нескольких неперекрывающихся линий, а искажения или недостаточная точность измерения "крыльев" линии приводит к существенным ошибкам при вычислении параметров аппаратной функции согласно формулам (18-20). В таком случае параметры находятся при решении задачи минимизации функции
,2 i* Ctxc)]Z
X ff ~7f (3.21)
<. - ' ( »
Здесь 4 и 4 обозначают соответственно левую и правую границы области подгонки, I - интенсивность линии, а /5 ( ^ %с) аппаратная функция, определенная в (3.17). Поиск параметров I , х0 , , $ , соответствующих минимуму функции (3.21) можно
произвести любой стандартной программой минимизации функции многих переменных (метод Флетчера-Пауэлла, метод сопряженных градиентов или метод, изложенный в § 2.4). В качестве начального приближения можно выбрать параметры, найденные по формулам (18-20),
х Эти данные были получены В.А.Слемзиннм и любезно предоставлены для проведения тестов.