Введение к работе
Актуальность тема диссертации.
В последнее время в исследованиях, горячей плазмы на установках типа токамак, направленных на осуществление управляемого термоядерного синтеза, достигнут значительный прогресс. Следует, однако,' отметить, что физическая природа многих процессов и явлений, протекающих в плазме токамаков и определяющих еа «состояние, и достигаемые параметры, остаются неясной. Частично это связано с недостатком информации о протекании тех или иных физических процессов в плазме, особенно в ее центральных областях.
Для получения информации о плазме, еа параметрах и протехаюіцих в ней физических процессах в настоящее время используется шчрокий набор разнообразных методов диагностики. Среди тех параметров, надежное и однозначное измерение которых с необходимым временным и пространстве.чним разрешением встречается со значительными трудностями, можно назвать и такие, как пространственные распределения ионной температуры и плотности тока в плазме.
В настоящее время значительные усилие при изучении высокотемпературной плазма направлены на- изучение нагрева и удержания ионов в установках токамак. Определение радиальных профилей ионной температуры и полоидального магнитного поля, а также их динамика во времени особенно важкії при исследовании дополнительных методов нагрева плазма. Существующие в настоящее время методы измерения плотности тока, связанной с полоидальным магнитным полем, на современных установках но позволяют с достаточной точность» определить ее в приосовой области плазменного шнура и не имают достаточно внеокое временное разрешение.
Таким образом, возникает задача об измерении радіальних профилей ионной температури И плотности тока, с высоким пространственным и временным разрешением.
Целью настоящей работ» являлась реализация методов
измерения ионной температури плазмы и полоидального магнитного поля с помощью активной корпускулярной диагностики.
Научная новизна и практическая ценность работы заключается в том, что созданы новые корпускулярные метопы диагностики ионной температуры и полоидального магнитного поля.
К моменту начала данной работы Было предложено для измерения ионной температуры использовать энергетическое уширение монокинетичесхого пучка атомов водорода в результате рассеяния на малый угол при столкновениях атомов водорода с ионами плазмы. Выли проведены эксперименты по измерению температура водорода, нагретого до температуры 1000С.
Для измерения полоидального магнитного поля было предложено воспользоваться пучком молекул водорода, ннжектируемсjo в плазму. Угловое распределение атомов, образовавшихся в результате последовательных процессов ионизации молекул водорода и диссоциации молекулярных ионов, дает информацию о полойдальном поле в точке образования атома водорода.
К моменту начала работы существовали практическ" только идеи по применению пучка рассеянных атомов и молекулярного пучка для диагностики плазмы. Предметом диссертации стали результаты разработки новых методов измерения"-' ионной температуры плазмы и полоидального магнитного поля с помощью активной корпускулярной диагностики и их апробация на плазменных установках.
Данные методы измерения ионной температуры и полоидального магнитного поля были впервые применены на токамаках Т-4, Т-10 и Туиан-3, показаны их .возможности и получены физические результаты. Было показано, что в омическом режиме на токамаках Т-4 и Т-10 ионная температура, измеренная по рассеянию монокинетического пучка, хорошо согласуется с данными других диагностик. На токамаке Туман-3 Е-шю показано, что проникновение тока в центральные области пламенного инура для начальной стадии разряда зависит от
степени предмониэации плазмы.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Реализация метода определения ионной температуры по измерения энергетического спектра пучка быстрых атомов, pfice-янных на ионах плазмы.
-
Реализация метода определения полоидального магнитного поля плазменных установок типа токамах по измерению углового распределения атомов водорода, образовавшихся в рез„. іьтате последовательных процессов ионизации и диссоциации пучка
. молекул водорода.
-
Создание и применение комплексов корпускулярной диагностики для измерения ионной температуры плазмы я полоидального магнитного поля токаиаков.
-
Результаты patгетов по моделировании процессои рассеяния на ионах плазмы для случая, когда скорость атомов пучка близка к средней скорости ионов плазмы.
5. - Результаты измерений пространственных и врепекних распре-
делений ионной температуры на установках Т-4 и Т—10.
6. Результаты измерений пространственных и временных распре
делений полоидального магнитного пол<* и опредолеьие плот
ности тока на усгакоахе Тукан-3.
Аппробацкл работы и публикаций. Оскснгпя результата работы докладывались на 3-ен (Дубна, 1933), 4-ом (Алуьч.'і, 1986) и 5-ом (Минск, 1990) Зсесоюзнпх сззецзікшх по диагностике зксокотемперату{ юй плазми, a iuzs ?:а 17-оЯ Европейской конференции по УТС и физике плазум {Амстердам, 1990).
Материала, вошедшие в диссертации, олубдаг.оааны о журналах <Физика плазмы», «Письма а журнал аксяві.ямсятальгіїй и теоретической физики», в сборнике «Диагностики плазми», а также в виде препринтоа ФТИ.
По материалам диссертационной рабег-ы ямее.-ся: одно авторское свидетельство.
Структура и объем диссертации. Диссертация из дведения, пяти глав и заключения. Она содержит 103 страницы наиинописного текста, 53 рисунка, 2 таблицу и список
