Концепция MSE-диагностики токамакa TРT

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Посвящено анализу возможности проводить измерения параметров плазмы в токамаке с реакторными технологиями методикой, основанной на динамическом эффекте Штарка, посредством разрешения линий спектра расщепленной линии бальмеровской серии быстрых атомов водорода, инжектированных в плазму. Использовался код, содержащий модели излучения, применимые к высокотемпературной плазме токамаков, и библиотека функций для симуляции геометрической оптики методом трассировки лучей. Моделирование спектров активного излучения нейтрального пучка и излучения плазмы, как в результате перезарядки на атомах пучка, так и пассивного с учетом отражения излучения от элементов камеры, обращенных к плазме, позволило определить параметры диагностического инжектора, а также расположение относительно него систем сбора света и нагревных инжекторов, при которых возможно разделение полезного и фонового спектров. Проведено моделирование сигнала, регистрируемого детектором системы сбора. Учтена форма хорды наблюдения, оптические свойства материалов линз, аппаратная функция спектрального прибора, характеристики сенсора и статистические шумы сигнала. Исходя из полученных результатов, предложена предварительная концепция MSE-диагностики для токамака с реакторными технологиями.

Об авторах

И. А. Земцов

НИЦ “Курчатовский институт”; МГТУ им. Н. Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: zemtsov_ia@nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0001-9519-9750
Россия, Москва; Москва

В. С. Неверов

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: zemtsov_ia@nrcki.ru
Россия, Москва

А. Р. Немец

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: zemtsov_ia@nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0002-3163-7288
Россия, Москва

В. А. Крупин

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: zemtsov_ia@nrcki.ru
Россия, Москва

А. А. Пшенов

Международная организация ИТЭР

Email: zemtsov_ia@nrcki.ru
Франция, Route de Vinon-sur-Verdon, St. Paul Lez Durance Cedex

В. И. Давыденко

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Email: zemtsov_ia@nrcki.ru
Россия, Новосибирск

Н. В. Ступишин

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Email: zemtsov_ia@nrcki.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Красильников А. В., Коновалов С. В., Бондарчук Э. Н., Мазуль И. В., Родин И. Ю., Минеев А. Б., Кузьмин Е. Г., Кавин А. А., Карпов Д. А., Леонов В. М., Хайрутдинов Р. Р., Кукушкин А. С., Портнов Д. В., Иванов А. А., Бельченко Ю. И., Денисов Г. Г. // Физика плазмы. 2021. T. 47. № 11. С. 970.
  2. Levinton F. M., Fonck R. J., Gammel G. M., Kaita R., Kugel H. W., Powell E. T., and Roberts D. W. // Physical Review Letters, 1989. V. 63. № 19. Р. 2060.
  3. Крупин В. А., Иванов С. Н., Медведев А. А., Мялтон Т. Б., Стрелков В. С., Чаклин В. А. // Препринт ИАЭ- 5940/7, М.: РНЦ “Курчатовский институт”. 1995. с.
  4. Howard Yung-Hao Yuh, Ph. D Thesis // Massachusetts Institute of Technology, 2005. 271 p.
  5. Howard J., Michael C., von Nessi G. and Thorman A. // Journal of the Korean Physical Society. 2014. V. 65. Р.1257.
  6. Wolf R. C., Bock A., Ford O. P., Reimer R., Burckhart A., Dinklage A., Hobirk J., Howard J., Reich M. and Stober J. // JINST. 2015. V. 10. P10008.
  7. Galushkin Yu.I. // Soviet Astronomy Jorn. 1970. V. 14. № 2. P. 301.
  8. Carr M., Meakins A., Bernert M., David P., Giroud C., Harrison J., Henderson S., Lipschultz B., Reimold F., EUROfusion // Rev. Sci. Instrum. 2018. V. 89. 083506. https://doi.org/10.1063/1.5031087, https://www.cherab.info
  9. Meakins A., Carr M. raysect/source: v0.7.0 Release (Version v0.7.0) — Zenodo, 2020, https://doi.org/10.5281/zenodo.1341346, https://raysect.org
  10. Summers H. P. The ADAS User Manual, version 2.6, 2004, http://www.adas.ac.uk, https://open.adas.ac.uk/
  11. Marchuk O., Ralchenko Yu., Janev R. K., Biel W., Delabie E. and Urnov A. M. // J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys., 2009. Vol. 43. № 1.
  12. Von Hellermann M., de Bock M., Marchuk O., Reiter D., Serov S. and Walsh M. // Atoms, 2019. V. 7. P. 30. https://doi.org/10.3390/atoms7010030
  13. Blom A., Jupen C. // Plasma Phys. Control. Fusion.2002. V. 44. P. 1229. https://doi.org/10.1088/0029-5515/55/12/123028.
  14. Kukushkin A. S., Pacher H. D., Kotov V., Pacher G. W., Reiter D. // Fusion Eng. Des. 2011. V. 86. № 12. P. 2865. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2011.06.009.
  15. Lomanowski B. A., Meigs A. G., Sharples R. M., Stamp M., Guillemaut C. and JET Contributors // Nucl. Fusion. 2015. V. 55. Р. 123028. https://doi.org/10.1088/0029-5515/55/12/123028
  16. Ida T., Ando M., Toraya H. // Journal of Appl. Crystallography. 2000. V. 33. P. 1311. https://doi.org/10.1107/s0021889800010219
  17. Hutchinson I. H. Principles of Plasma Diagnostics / Second Ed., Cambridge University Press, 2002. ISBN: 9780511613630, https://doi.org/10.1017/CBO9780511613630
  18. De Avillez M. A., Breitschwerdt D. // Astron. Astrophys.,2015. V. 580. P. A124.
  19. Carson T. R. // Astron. Astrophys. 1988. V. 189. P. 319.
  20. Pereverzev G. V., Yushmanov P. N. ASTRA — Automated System for TRansport Analysis. Max-Planck-Institut Für Plasmaphysik. IPP-Report, IPP 5/98, February 2002; https://w3.pppl.gov/~hammett/work/2009/Astra_ocr.pdf.
  21. Леонов В. М., Коновалов С. В., Жоголев В. Е., Кавин А. А., Красильников А. В., Куянов А. Ю., Лукаш В. Э., Минеев А. Б., Хайрутдинов Р. Р. // Физика плазмы. 2021. T. 47. № 11. C. 986.
  22. Cook R. L., Torrance K. E. // ACM Transactions on Graphic.1982. V. 1. P. 7. https://doi.org/10.1145/357290.357293
  23. Karhunen J., Carr M., Harrison J. R., Lomanowski B., Balboa I., Carvalho P., Groth M., Huber A., Matthews G. F., Meakins A., Silburn S. and JET Contributors // Rev. Sci. Instrum.2019. V. 90. P. 103504. https://doi.org/10.1063/1.5118885.
  24. Neverov V. S., Khusnutdinov R. I., Alekseev A. G., Carr M., De Bock M., Kukushkin A. B., Lovell J., Meakins A., Pitts R., Polevoi A. R. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62. P. 115014. https://doi.org/10.1088/1361-6587/abb53b
  25. Berkner K. H., Pyle R. V., Stearns J. W.// Nucl. Fusion. 1975. V. 15.P. 249.
  26. Stupishin N. V., Deichuli P. P., Ivanov A. A., Abdrashitov A. G., Abdrashitov G. F., Rashenko V. V., Zubarev P. V., Gorbovsky A. I., Mishagin V. V., Kapitonov V. A., Krupin V. A., Tilinin G. N. // Open Magnetic Systems for Plasma Confinement (OS), 2016.
  27. Delabie E., Brix M., Giroud C., Jaspers R. J.E., Marchuk O., O’Mullane M.G., Ralchenko Yu., Surrey E., von Hellermann M. G., Zastrow K. D. // Plasma Phys. Control. Fusion, 2010. V. 52. P. 125008.
  28. Jakubowska K., De Bock M., Jaspers R., von Hellermann M., Shmaenok L. // Rev. Sci. Instrum, 1 October 2004. V. 75. № 10. P. 3475.
  29. René Reimer, Doctoral Thesis // Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, 16.05.2017.
  30. Klyuchnikov L. A., Krupin V. A., Nurgaliev M. R., Nemets A. R., Zemtsov I. A., Tugarinov S. N., Naumenko N. N. // Rev. Sci. Instrum. 2017. V. 88. № 9. P. 093508. https://doi.org/10.1063/1.5001490
  31. Uzun-Kaymak I. U., Fonck R. J., McKee G. R. // Rev. Sci. Instrum. 2012. V. 83. № 10. 10D526. https://doi.org/10.1063/1.4733548
  32. Holcomb C. T., Makowski M. A., Jayakumar R. J., Allen S. A., Ellis R. M., Geer R., Behne D., Morris K. L., Seppala L. G., Moller J. M. // Rev. Sci. Instrum. 2006. V. 77. № 10. 10E506. https://doi.org/10.1063/1.2235812
  33. Listopad A., Davydenko V., Ivanov A., Mishagin V., Coenen J., Savkin V., Shulzhenko G. and Uhlemann R. // Rev. Sci. Instrum. 2012. V. 83. № 2. 02B707.
  34. Бельченко Ю. И., Бурдаков А. В., Давыденко В. И., Горбовский А. И., Емелев И. С., Иванов А. А., Санин А. Л., Сотников О. З. // Физика плазмы. 2021. T. 47. № 11. С. 1031.
  35. Krupin V., Zemtsov I., Nurgaliev M., Klyuchnikov L., Nemets A., Ivanov A., Stupishin N., Naumenko N. and Tugarinov S // Journal of Instrumentation.2020. V. 15. C02027. https://doi.org/10.1088/1748-0221/15/02/C02027

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024