HL-2A装置中轫致辐射诊断及应用

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核聚变装置中的等离子体,除了工作气体外,常常会由于各种原因会混入杂质。而杂质对核聚变的影响非常大,杂质的浓度可由有效电荷数( Zeff)来表征,Zeff反应了等离子体辐射损失的情况,是研究等离子体中各种物理现象和机制的重要品质因素。所以在等离子体诊断中, Zeff的诊断是一项非常重要的任务。轫致辐射是托卡马克等离子体中的一种非常普遍的辐射过程。本文研究的主要内容就是利用可见光区域的轫致辐射来诊断有效电荷数Zeff。
　　本文首先对核聚变相关知识以及核聚变装置托卡马克、等离子体辐射及本文涉及到的相关诊断方法、有效电荷数的诊断原理和HL-2A上的轫致辐射以及CXRS系统等做了简要介绍。本文利用两个诊断系统得到的轫致辐射信号来诊断等离子体中的有效电荷数。首先对 CXRS诊断系统建立坐标系,利用对中性束光谱的拟合结果通过多普勒频移效应确定系统观测通道的空间位置,然后利用Matlab编程,根据轫致辐射强度的理论公式,从理论上计算出了系统各个观测通道上轫致辐射强度的积分值,然后和由该系统得到的电荷交换复合光谱中提取到的各通道的背景光谱信号做了比较,他们处于一个数量级上,从侧面证明了由 CXRS背景光谱测量有效电荷数的可行性,然后又结合理论计算和实验结果利用最小二乘法得到了有效电荷数沿等离子体小半径的径向分布。结果显示在小半径小于20cm时,有效电荷数在1到2之间波动,变化不大,小半径大于20cm之后Zeff开始变大,尤其在小半径大于30cm后Zeff迅速增大,到边缘处达到了8以上。在此基础上比较了不同的电子密度得到的有效电荷数。同时本文还利用轫致辐射系统得到的轫致辐射电压信号通过Abel反演等处理也得到了有效电荷数随等离子体小半径的径向分布,并对两种不同的方法得到的有效电荷数进行了比较和分析,并且对它们之间的差异以及计算结果误差的原因进行了详细的阐述。本文的研究内容为对等离子体进一步的研究提供了参考。

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作者
陈丽;
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作者单位

电子科技大学;

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授予单位电子科技大学;
学科电子与通信工程
授予学位硕士
导师姓名姚列明;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类等离子体诊断（测量）;
关键词
轫致辐射; 托卡马克等离子体; 有效电荷数; CXRS系统; 核聚变装置;

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