Метод измерения электронной температуры плазмы в установке ГОЛ-NB

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предложен новый метод измерения электронной температуры плазмы на установке GOL-NB. Метод основан на измерении соотношения интенсивностей спектральных линий, испускаемых быстрыми атомами, инжектируемыми в плазму. Пучки быстрых атомов водорода, используемые для нагрева плазмы на установке ГОЛ-NB, содержат, наряду с атомами с полной энергией, также атомы с дробными энергиями (E/2, E/3, E/18), возникающие при диссоциации молекулярных ионов H2+, H3+, H2O+. Спектральные линии этих энергетических компонент пучка (в частности, линия Hα водорода) могут быть разрешены из-за доплеровского сдвига, вызванного различиями в скоростях атомов. Для атомов с низкой энергией возбуждение, приводящее к излучению фотона, происходит только из-за столкновений с тепловыми электронами, а для атомов с высокой энергией значительный вклад дают процессы столкновения с ионами плазмы. В связи с этим, отношение интенсивностей линий разных компонент пучка зависит от электронной температуры плазмы и может быть использовано для ее измерения. При энергии пучка 24 кэВ предложенный метод может быть использован для измерения электронной температуры в диапазоне до 40 эВ, что представляет интерес для текущих экспериментов на установке GOL-NB. При этом для измерения температуры в области выше 20 эВ необходимо измерять соотношение интенсивностей спектральных линий с процентной точностью, и с такой же точностью измерять величину ослабления нейтрального пучка, проходящего через плазму. Предложенный метод может быть использован на других термоядерных установках, использующих инжекцию быстрых атомов водорода, для измерения температуры периферийной плазмы.

Об авторах

С. В. Полосаткин

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН; Новосибирский государственный технический университет; Новосибирский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: s.v.polosatkin@inp.nsk.su
Россия, Новосибирск; Новосибирск; Новосибирск

Г. С. Павлова

Частное учреждение «ИТЭР-Центр»

Email: G.Pavlova@iterrf.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Postupaev V.V., Batkin V.I., Burdakov A.V., Burmasov V.S., Ivanov I.A., Kuklin K.N., Lykova Yu.A., Melnikov N.A., Mekler K.I., Nikishin A.V. // Nuclear Fusion. 2022. V. 62. P. 086003. doi: 10.1088/1741-4326/ac69fa.
  2. Batkin V.I., Bambutsa E.E., Burdakov A.V., Burmasov V.S., Gafarov M.R., Voskoboinikov R.V. // AIP Confer. Proceed. 2016. V. 1771. P. 030010. doi: 10.1063/1.4964166.
  3. Поступаев В.В., Юров Д.В. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. С. 966. doi: 10.7868/S036729211611007X.
  4. Sidorov E.N., Batkin V.I., Burdakov A.V., Ivanov I.A., Kuklin K.N., Mekler K.I., Nikishin A.V., Postupaev V.V., Rovenskikh A.F. // J. Instrumentation. 2021. V. 16. P. T11006. doi: 10.1088/1748-0221/16/11/T11006.
  5. Uhlemann R., Hemsworth R.S., Wang G., Euringer H. // Rev. Sci. Instrum. 1993. V. 64. P. 974. doi: 10.1063/1.1144100.
  6. Ivanov A.A., Deichuli P.P., Kreter A., Maximov V.V., Schweer B., Shikhovtsev I.V., Stupishin N.V., Usoltsev D.V., Podminogin A.A., Uhlemann R. // Rev. Sci. Instrum. 2004. V. 75. P. 1822. doi: 10.1063/1.1699508.
  7. Geiger B., Stagner L., Heidbrink W.W., Dux R., Fischer R., Fujiwara Y., Garcia A.V., Jacobsen A.S., Vuuren A.J., Karpushov A.N., Liu D., Schneider P.A., Sfiligoi I., Poloskei P.Zs., Weiland M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62. P. 105008. doi: 10.1088/1361-6587/aba8d7.
  8. Polosatkin S. // J. Instrumentation. 2013. V. 8. P. 05007. doi: 10.1088/1748-0221/8/05/P05007.
  9. Polosatkin S.V., Ivanov A.A., Listopad A.A., Shikhovtsev I.V. // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 85. P. 02A707. doi: 10.1063/1.4826339.
  10. Barnett C. Atomic Data for Fusion. Vol. 1: Collisions of H, H2, He, and Li atoms and ions with atoms and molecules. ORNL-6086/VI Report. 1990.
  11. Beklemishev A.D., Bagryansky P.A., Chaschin M.S.,Soldatkina E.I. // Fusion Sci. Technology. 2010. V. 57. P. 351. doi: 10.13182/FST10-A9497.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024