Исследование особенностей функций распределения быстрых ионов плазмы токамака при ионно-циклотронном нагреве и инжекции нейтралов

• Автор: Красильников, Виталий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва, Троицк
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Быстрые ионы высокотемпературной плазмы
1.1.1 Кинетика быстрых ионов в однородной плазме
1.1.2 Потери быстрых ионов в токамаке
1.2 Неустойчивости и быстропротекающие процессы в плазме
1.3 Нагрев плазмы методом нейтральной инжекции и с помощью
высокочастотных волн
1.3.1 Инжекция нейтральных частиц
1.3.2 Ионно-циклотронный нагрев плазмы
Глава 2 СПЕКТРОМЕТР АТОМОВ ПЕРЕЗАРЯДКИ НА БАЗЕ АЛМАЗНОГО ДЕТЕКТОРА
2.1 Алмаз в качестве чувствительного элемента детектора
ионизирующего излучения
2.1.1 Конструкция и принцип работы алмазного детектора
нейтральных частиц
2.2 Спектрометр атомов перезарядки на базе алмазного детектора
и система цифровой регистрации данных
2.3 Калибровка спектрометра атомов перезарядки
Глава 3 ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ
3.1 Системы сбора и обработки цифровых данных для различных
токамаков и спектрометров

3.1.1 Спектрометр атомов перезарядки с цифровой обработкой
сигнала на базе алмазного детектора на токамаке JET
3.1.2 Нейтронный спектрометр с цифровой обработкой сигнала
на базе стильбенового детектора на токамаке JET
3.1.3 Спектрометр тормозного излучения убегающих
электронов на токамаке Т-
Глава 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА
ТЕРМОЯДЕРНЫХ НЕЙТРОНОВ ПО ЗАДАННЫМ ФУНКЦИЯМ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ ПЛАЗМЫ
4.1 Код Y ANC
4.1.1 Вычисление нейтронного спектра
4.1.2 Решение для cos(y)
4.1.3 Вычисление Vseen и АО
4.2 Функции распределения ионов плазмы
4.2.1 Распределение Максвелла
4.2.2 Би-максвелловское распределение
4.2.3 Урезанное-Максвелловское распределение
4.2.4 Распределение-коро бочка
4.3 Обратная задача диагностики
4.4 Апробация кода YANC на данных токамака JET
Глава 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ БЫСТРЫХ ИОНОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СЦЕНАРИЯХ НАГРЕВА ПЛАЗМЫ
ТОКАМАКА JET
5.1 Расположение алмазного спектрометра быстрых атомов
перезарядки на токамаке JET

5.2 Влияния параметров плазмы на удержание быстрых частиц
токамака JET
5.3 Влияние мощности дополнительного нагрева плазмы токамака
JET на энергетическое распределение быстрых ионов
Глава 6 АЛМАЗНЫЙ СПЕКТРОМЕТР ДЛЯ ТОКАМАКА ИТЭР В КОМПЛЕКСЕ СИСТЕМЫ АНАЛИЗАТОРОВ НЕЙТРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ „
6.1 Задачи корпускулярной диагностики при различных режимах
работы токамака ИТЭР
6.2 Схема двухканального спектрометра
6.3 Расположение элементов спектрометра
6.4 Анализ потоков нейтралов, нейтронов и гамма-квантов в точке
расположения алмазных детекторов АС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

активности плазмы не только потому, что он - заметно ухудшает термоизоляцию плазмы в крупных установках, но и потому, что является ключом к пониманию более грозного феномена - неустойчивости срыва.
Сам процесс состоит в периодически повторяющихся фазах сравнительно медленного возрастания температуры в центре плазменного шнура с последующим быстрым его спадом. Перед спадом температуры иногда наблюдаются колебания - предшественники, имеющие вид моды т = 1. Во время сброса температуры в центре профиль температуры уплощается, так что температура снижается внутри некоторого радиуса rs, а за его пределами температура, напротив, резко повышается. Радиус rs называется радиусом инверсии.
После резкого спада температуры в области г < rs и повышения вне ее от области вблизи г < rs к периферии бежит тепловая волна, которую часто используют для измерения электронной температуропроводности. Фазу резкого уплощения профиля температуры называют внутренним срывом.
Простейшая модель внутреннего срыва была предложена Б.Б.Кадомцевым [39]. Она исходит из того, что перед срывом q(0) меньше единицы, так что внутри радиуса rs где q(rs) = 1, возможно развитие внутренней моды m/n = 1/1. Для описания этой моды можно использовать редуцированные уравнения магнитной гидродинамики. Тогда

вспомогательное поперечное поле В5 = Ве ВТ будет иметь

противоположные знаки по разные стороны окружности радиуса rs. Если внутри rs шнур немного искривится по моде m/n = 1 / 1 , то в поперечном сечении шнура это искривление выглядит просто как смещение. Образуется токовый слой со встречными магнитными полями. Вследствие конечной проводимости происходит перезамьткание силовых линий. Из-за
перезамыкания линий образуется серповидный остров, который выдавливает наружу сердцевину плазменного шнура. Таким образом, процесс