Диагностика турбулентных пульсаций плазмы методом рассеяния излучения мощных гиротронов при электронно-циклотронном нагреве плазмы

• Автор: Харчев, Николай Константинович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 85 с. : ил.

Содержание:
Введение: актуальность, постановка задачи, защищаемые
положения, научная новизна, практическая значимость, апробация работы.
Глава 1. Реакция излучения гиротрона, вызванная рассеянием
излучения на пульсациях плотности плазмы при электронно-циклотронном (ЭЦ) нагреве плазмы.
1.1 Квазиоптическая система регистрации мощности
излучения гиротрона и отражённого излучения.
1.2 Экспериментальное наблюдение модуляции
излучения гиротрона при ЭЦ нагреве на стеллараторе Л2-М
1.3 Моделирование влияния амплитудной и фазовой
модуляции отраженного излучения на низкочастотный спектр излучения гиротрона на стеллараторе ТПП.
1.4 Выводы к главе
Глава 2. Диагностика длинноволновых пульсаций плотности
плазмы на стеллараторе Л2-М ме тодом малоуглового рассеяния.
2.1 Описание методики и схемы измерений
2.2 Экспериментальные результаты. Построение Фурье
и вэйвлет спектров.
2.3 Примеры регистрации сигналов малоуглового
рассеяния и их спектров при изменении условий ЭЦ нагрева и удержания плазмы в стеллараторе Л-2М
2.4 Выводы к главе
Глава 3 Диагностика коротковолновых пульсаций плотности 45 на стеллараторе Л2-М методом «брэгговского» рассеяния.
Описание схемы измерений и условий эксперимента

Результаты измерений рассеянного излучения для
различных условий ЭЦ нагрева плазмы.
Выводы к главе
Глава 4. Диагностика коротковолновых пульсаций плотности 55 на стеллараторе ГИЮ методом «брэгговского» рассеяния.
Описание схемы измерений и условий эксперимента
Результаты измерений. Выводы к главе 4.
Заключение.
Приложение 1. Листинг программы расчета объема пересечения двух гауссовых пучков для диагностики рассеяния излучения гиротрона установки ЬНЕ) Список литературы.

Введение: актуальность, постановка задачи, защищаемые положения, научная новизна, практическая значимость, апробация работы.
Проблемы аномального транспорта в тороидальных ловушках с высокотемпературной плазмой в последние годы приобретают все большую актуальность. Большой интерес в этой связи представляют вопросы взаимосвязи процессов переноса с характеристиками турбулентных пульсаций плотности, электрических и магнитных полей, а также вопросы природы турбулентных пульсаций в режимах улучшенного удержания и в режимах с предельными значениями давления! плазмы[1]. В связи с этим вопросам диагностики турбулентности, особенно коротковолновых колебаний, уделяется все большее внимание.
Между тем использование в современных токамаках и стеллараторах мощных источников микроволнового излучения для нагрева плазмы создает серьезные трудности при работе диагностической аппаратуры, вызванные интенсивными электромагнитными наводками. Одновременно возникает соблазн использовать излучение, предназначенное для нагрева плазмы, и в целях диагностики турбулентности. Особенно интересно применить в целях диагностики излучение миллиметрового диапазона длин волн мощных гиротронов [2-3], используемых для электронно-циклотронного нагрева (ЭЦН) плазмы [5-7], т.к. в этом случае, как правило, используются сфокусированные гауссовские пучки излучения.
Впервые регистрация спектров рассеянного излучения при ЭЦ-нагреве плазмы необыкновенной волной на первой гармонике гирочастоты электронов была осуществлена в работе [8-10]. При этом регистрировалось рассеянное излучение, возникающее при многократном отражении греющей волны от стенок вакуумной камеры. В настоящей работе представлена разработка диагностики турбулентных пульсаций плотности при приеме рассеянного излучения непосредственно из области распространения нагревающего плазму сфокусированного пучка гиротрона при его первом проходе поперечного сечения плазменного шнура.

растет от 0 до своей максимальной величины и колебания сигнала вызваны, в основном, изменением разности фаз необыкновенной и обыкновенной волны при неполном поглощении необыкновенной волны [42].

Время, мс
Время, мс
0,04 Г

Время, мс
Рис 2.3. Характерные временные выборки сигнала МУР при мощности ЭЦ-нагрева 100 кВт без лимитера: а — прямой сигнал; б — сигнал без несущей; в — интенсивность флуктуаций с 53 по 58 мс
Отношение минимального сигнала к максимальному для данной
ориентации волновода в отсутствии поглощения обыкновенной волны дается
соотношением
а = Smin/S'max = [l - exp(-r/2)f /[l + exp(-r/2)]2, (2.2)
где г - оптическая толщина плазмы. При коэффициенте поглощения А=0,99, значение г=4,6. Отсюда видно, что при колебании концентрации и при