Исследование потоков атомов изотопов водорода МэВ-диапазона энергии в плазме токамаков

• Автор: Афанасьев, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ В МЭВ ДИАПАЗОНЕ ЭНЕРГИИ
1. Источники быстрых ионов в плазме токамаков и основные физические процессы, влияющие на формирование их функции распределения
2. Сравнительный анализ методов диагностики быстрых ионов МэВ диапазона энергии и возможности их применения для изучения поведения термоядерных альфа-частиц
2.1. Корпускулярная диагностика
2.2. Коллективное томсоновское рассеяние
2.3. Ионно-циклотронное излучение
2.4. Ядерная гамма-спектроскопия
2.5. Нейтронная спектроскопия на "knock-on" эффекте
ГЛАВА И. АТОМНЫЙ АНАЛИЗАТОР ЧАСТИЦ МЭВ- ДИАПАЗОНА
ЭНЕРГИИ ГЕММА-2М
1. Конструкция и принцип работы атомного анализатора
Гемма-2М
2. Конструкция детекторной системы анализатора
3. Результаты калибровки атомного анализатора ГЕММА-2М

4. Калибровка параметров детекторной системы анализатора и
проверка их в плазменном эксперименте
ГЛАВА III. МЕХАНИЗМЫ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ВЫСОКОЭНЕРГИЧНЫХ ИОНОВ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА В ГОРЯЧЕЙ
ПЛАЗМЕ
1. Сравнительный анализ элементарных процессов нейтрализации протонов МэВ диапазона энергии
2. Расчет концентрации "активной" примесной нейтрализационной мишени (с инжекцией в плазму нейтрального пучка атомов)
3. Роль процесса "перекрестной" перезарядки при формировании ионного гало пучка
4. Расчет концентрации "пассивной" примесной нейтрализационной мишени (без инжекции нейтрального пучка атомов)
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТОКОВ АТОМОВ ВОДОРОДА МЭВ-ДИАПАЗОНА ЭНЕРГИИ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ ПО ИЦР НАГРЕВУ ПЛАЗМЫ НА УСТАНОВКЕ ТГ-60и
1. Условия проведения экспериментов по ионно-циклотронному нагреву плазмы на установке ГГ-60и (Япония). Размещение и параметры экспериментальной аппаратуры
2. Изучение относительной роли ионов Не+ и С5+ в нейтрализации высокоэнергичных протонов
2.1. Зависимость потоков атомов водорода от относительного торой-

дального положения инжектируемого пучка и атомного анализатора. Пространственная локализация гелиевой мишени
2.2 Асимметрия "верх-низ" потоков атомов относительно экваториальной плоскости токамака при инжекции нейтральных пучков
2.3 Сравнительный анализ "активных" и "пассивных" энергетических спектров атомов водорода в гелиевых и дейтериевых плазменных разрядах
3. Энергетическая функция распределения ионов и энергия, запасенная в высокоэнергичном "хвосте". Сравнение с данными диамагнитной диагностики
4. Исследование параметрических зависимостей ВЧ-нагрева. Модель диффузионных потерь
ГЛАВА V. ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ ТРИТОНОВ В РАЗРЯДАХ С ГОРЯЧЕЙ ИОННОЙ Н-МОДОЙ НА УСТАНОВКЕ JET
1. Условия проведения экспериментов в разрядах с горячей Н-модой на установке JET (Великобритания). Размещение и параметры экспериментальной аппаратуры
2. Временная эволюция потоков атомов трития различных энергий и установление стационарного энергетического распределения термоядерных тритонов
3. Расчет вероятности нейтрализации высокоэнергичных тритонов.

диапазоне длин волн / 45, 46 /. Для области высоких энергий, однако, экспериментальных результатов пока нет, а само разнообразие перечисленных выше экспериментов, говорит о том, что единого подхода к реализации данного метода на данный момент не существует / 47 /.
Значительным достоинством метода является то, что его реализация не требует вакуумного доступа в установку, хотя требуется обеспечить оптический доступ. Кроме того, метод не оказывает заметного воздействия на плазму. Детекторная система способна обеспечить хорошее временное и пространственное разрешение в зависимости от геометрии эксперимента. Энергетические зависимости могут быть получены на основе детального анализа угловых и частотных распределений. К принципиальным трудностям относятся проблемы детектирования рассеянного излучения, выделения сигнала рассеяния быстрых альфа-частиц над сигналом тепловых ионов в низкой области частот и сигналом от электронов в широкой области частот.
2.3. Ионно-циклотронное излучение
Интересный подход к проблеме диагностики быстрых альфа-частиц был предложен в работе / 48 /. В этой работе было обращено внимание на то , что надтепловые альфа-частицы должны спонтанно излучать электромагнитные волны, которые легко могут быть зарегистрированы с помощью простого электромагнитного витка, установленного внутри вакуумной камеры установки. Хотя альфа-частицы и ионы дейтерия имеют одинаковую ларморовскую частоту, альфа-частицы будут предпочтительно излучать в области 4-12 гармоник их циклотронной частоты. Ожидается, что эффект будет аналогичен регулярно