Восстановление профиля электронной температуры плазмы по данным диагностики электронного циклотронного излучения и относительная калибровка ее частотных каналов в режиме омического нагрева плазмы в стеллараторе Л-2М

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена методика восстановления профиля электронной температуры в условиях, когда интегральный коэффициент поглощения электронного циклотронного (ЭЦ) излучения меньше единицы. Проведено численное моделирование плазмы в режиме омического нагрева для стелларатора Л-2М. Показано, что профиль радиационной температуры, построенный по данным диагностики ЭЦ-излучения в режиме омического нагрева, требует значительной коррекции. Ширина профиля оказывается меньше, чем ширина истинного профиля температуры, а центральная температура плазмы занижена примерно на 30%. Предложен новый метод относительной калибровки каналов диагностики ЭЦ-излучения в режиме омического нагрева. Полученные калибровочные коэффициенты могут быть использованы при проведении измерений температуры плазмы в режиме электронного циклотронного резонансного нагрева.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Мещеряков

Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: meshch@fpl.gpi.ru
Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова, 38

И. А. Гришина

Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук

Email: meshch@fpl.gpi.ru
Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова, 38

Список литературы

  1. Nagayama Y., Inagaki S., Sasao H., de Vries P., Ito Y., Kawahata K., Narihara K., Yamada I // Fusion Eng. Des. 2001. V. 53. P. 201. https://doi.org/10.1016/S0920-3796(00)00539-1
  2. Pandya H.K.B., Kumar R., Danani S., Shrishail P., Thomas S., Kumar V., Taylor G., Khodak A., Rowan W.L., Houshmandyar S., Udintsev V.S, Casal N., Walsh M.J. // J. Phys.: Conf. 2017. V. 823. P. 012033. https://doi.org/10.1088/1742-6596/823/1/012033
  3. Zhao H., Zhou T., Liu Y., Ti A., Ling B., Austin M.E., Houshmandyar S., Huang H., Rowan W.L., Hu L. // Rev. Sci. Instrum. 2018. V. 89. P. 10H111. https://doi.org/10.1063/1.5035452
  4. Jeong S.H., Lee K.D., Kogi Y., Kawahata K., Nagayama Y., Mase A., Kwon M. // Rev. Sci. Instrum. 2010. V. 81. P. 10D922. https://doi.org/10.1063/1.3491224
  5. Акулина Д.К., Смолякова О.Б., Суворов Е.В., Федоренко С.И., Федянин О.И. // Физика плазмы. 1988. Т. 14. С. 649.
  6. Bornatici M., Cano R., de Barbieri O., Engelman F. // Nucl. Fusion. 1983. V. 23. P. 1153. https://doi.org/10.1088/0029-5515/23/9/005
  7. Сахаров А.С., Акулина Д.К., Гладков Г.А., Терещенко М.А. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 794.
  8. Abrakov V.V., Akulina D.K., Andryukhina E.D., Batanov G.M., Berezhetskij M.S., Danilkin I.S., Don- skaya N.P., Fedyanin O.I., Gladkov G.A., Grebenshchikov S.E., Harris J.H., Kharchev N.K., Kholnov Yu.V., Kolik L.V., Kovrizhnykh L.M., Larionova N.F., Letunov A.A., Likin K.M., Lyon J.F., Meshcheryakov A.I., Nechaev Yu.I., Petrov A.E., Sarksyan K.A., Sbitnikova I.S. // Nucl. Fusion. 1997. V. 37. P. 233. https://doi.org/10.1088/0029-5515/37/2/I08
  9. Гладков Г.А. Дисс. … канд. физ.-мат. наук. М.: Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН, 2006.
  10. Акулина Д.К., Гладков Г.А., Гребенщиков С.Е., Федянин О.И., Щепетов С.В. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 502.
  11. Мещеряков А.И., Акулина Д.К., Батанов Г.М., Бережецкий М.С., Воронов Г.С., Гладков Г.А., Гребенщиков С.Е., Гринчук В.А., Гришина И.А., Колик Л.В., Ларионова Н.Ф., Летунов А.А., Логвиненко В.П., Петров А.Е., Пшеничников А.А., Рябенко Г.А., Сарксян К.А., Скворцова Н.Н., Федянин О.И., Харчев Н.К., Хольнов Ю.В., Шарапов В.М. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 496.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Расчетные значения интегрального коэффициента поглощения со стороны слабого (черные ромбы) и сильного (красные треугольники) магнитного поля в режиме омического нагрева.

Скачать (240KB)
3. Рис. 2. Модуль магнитного поля (черные квадраты) и его градиент (красные треугольники) в зависимости от большого радиуса установки. Стрелками показаны границы плазменного шнура.

Скачать (292KB)
4. Рис. 3. Временная эволюция параметров плазмы в типичном омическом разряде после проведения боронизации стенок вакуумной камеры. Сверху вниз: Ip – плазменный ток, Uloop – напряжение на обходе (красная кривая), ne – электронная плотность, T76 – сигнал диагностики ЭЦ-излучения на частоте 76.5 ГГц.

Скачать (111KB)
5. Рис. 4. Профиль радиационной температуры на частоте 76.5 ГГц в импульсе № 64118 в режиме омического нагрева. Полые красные кружки соответствуют первой половине импульса (45–55 мс), когда магнитное поле возрастает, а зеленые треугольники – второй половине импульса (55–75 мс), когда магнитное поле уменьшается. Сплошная синяя линия показывает профиль радиационной температуры, полученный в результате моделирования.

Скачать (433KB)
6. Рис. 5. Зависимости модуля магнитного поля (в единицах резонансной частоты) от большого радиуса установки для пяти точек в поперечном сечении принимаемого ЭЦ-излучения: в центре сечения и в четырех точках, сдвинутых от центра вверх, вниз, вправо и влево.

Скачать (342KB)
7. Рис. 6. Профиль электронной температуры, полученный в результате моделирования (черные квадраты), и расчетные профили радиационной температуры ЭЦ-излучения, принимаемого со стороны сильного (зеленые треугольники) и слабого (красные кружки) магнитных полей.

Скачать (357KB)
8. Рис. 7. Профиль радиационной температуры на частоте 78 ГГц в импульсе № 64118 в режиме омического нагрева. Полые красные кружки соответствуют первой половине импульса (45–55 мс), когда магнитное поле возрастает, а зеленые треугольники – второй половине импульса (55–75 мс), когда магнитное поле уменьшается. Сплошная синяя линия показывает профиль радиационной температуры, полученный в результате моделирования.

Скачать (401KB)

© Российская академия наук, 2024