Диагностика лазерного индуцированного тушения для диверторной плазмы Т-15МД

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Диагностику на основе лазерного индуцированного тушения (ЛИТ) и лазерной индуцированной флуоресценции (ЛИФ) планируется использовать на токамаке Т-15МД для локальных измерений концентрации атомарного водорода na(HI) в диверторной плазме. Рассмотрены как физические, так и технические аспекты разработки диагностической системы. Для зондирования плазмы предлагается использовать модулированный во времени тулиевый волоконный лазер с длиной волны генерации 1875 нм и пиковой мощностью 5 Вт. Наблюдение сигналов будет проводиться двумя системами сбора света: вакуумной для измерений в районе ударной точки и атмосферной для остальной области дивертора. Физическое обоснование применимости диагностики основано на расчете ожидаемых сигналов тушения и флуоресценции, а также фонового излучения в линиях с помощью модифицированной столкновительно-излучательной модели. В расчетах использовались 2D-распределения параметров плазмы, полученные в коде SOLPS 4.3, для сценариев работы токамака с и без дополнительного нагрева плазмы. Ожидаемые ошибки измерений na(HI) ЛИТ-методом лежат в пределах 10% для большинства точек, и не превышают 25% для всех рассматриваемых сценариев работы токамака при условии усреднения сигналов за 10 мс. ЛИФ-метод позволяет проводить измерения с относительными ошибками до 50%.

Об авторах

Д. Д. Криворучко

НИЦ “Курчатовский институт”; Научно-исследовательский университет “Московский физико-технический институт”

Email: daria.krivoruchko@phystech.edu
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный

А. В. Горбунов

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: daria.krivoruchko@phystech.edu
Россия, Москва

А. А. Пшенов

НИЦ “Курчатовский институт”; НИЯУ Московский инженерно-физический институт

Email: daria.krivoruchko@phystech.edu
Россия, Москва; Россия, Москва

Д. С. Панфилов

НИЦ “Курчатовский институт”; НИЯУ Московский инженерно-физический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: daria.krivoruchko@phystech.edu
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

  1. Clark J.G., Bowden M.D., Scannell R. // Review of Scientific Instruments. 2021. T. 92. № 4. C. 043545. https://doi.org/10.1063/5.0043813
  2. Blanchard P., Andrebe Y., Arnichand H., Agnello R., Antonioni S., Couturier S., Decker J., De KerchoveD’Exaerde T., Duval B.P., Furno I., Isoz P.-F., Lavanchy P., Llobet X., Marlétaz B., Masur J. and the TCV team // Journal of Instrumentation. 2019. T. 14. № 09. C. C09013. https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/10/C10038
  3. Asadulin G.M., Bel’bas I.S., Gorshkov A.V. // Fusion Engineering and Design. 2022. T. 177. C. 113066.https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2022.113066
  4. Gorbunov A.V., Klyuchnikov L.A., Korobov K.V. // Issues Atomic Sci. Technol. Ser. Thermonucl. Fusion. 2015. T. 2. C. 62.
  5. Verhaegh K., Lipschultz B., Duval B.P., Harrison J.R., Reimerdes H., Theiler C., Labit B., Maurizio R., Mari-ni C., Nespoli F., Sheikh U., Tsuid C.R., Vianello N., Vijvers W.A.J., the TCV team and the EURO fusion MST team // Nuclear Materials and Energy. 2017. T. 12. C. 1112. https://doi.org/10.1016/j.nme.2017.01.004
  6. Isler R.C. // Fusion engineering and design. 1997. T. 34. C. 115.
  7. Soukhanovskii V.A., McLean A.G., Allen S.L. // Review of Scientific Instruments. 2014. T. 85. № 11. C. 11E418. https://doi.org/10.1063/1.4891600
  8. Griener M., Wolfrum E., Cavedon M., Dux R., Rohde V., Sochor M., Muñoz Burgos J.M., Schmitz O., Stroth U. and ASDEX Upgrade Team // Review of Scientific Instruments. 2018. T. 89. № 10. C. 10D102.https://doi.org/10.1063/1.5034446
  9. Agostini M., Scarin P., Cavazzana R., Carraro L., Grando L., Taliercio C., Franchin L.,Tiso A. // Review of Scientific Instruments. 2015. T. 86. № 12. C. 123513.https://doi.org/10.1063/1.4939003
  10. Kim M., Cho M.S., Cho B.I. // Journal of Nuclear Materials. 2017. T. 487. C. 305. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2017.02.025
  11. Paris P., Piip K., Hakola A., Laan M., Aints M., Koivuranta S., Likonen J., Lissovski A., Mayer M., Neu R., Rohde V., Sugiyama K. and ASDEX Upgrade Team // Fusion Engineering and Design. 2015. T. 98. C. 1349. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.03.004
  12. Krupin V.A., Klyuchnikov L.A., Korobov K.V., Nemets A.R., Nurgaliev M.R., Gorbunov A.V., Naumenkob N.N., Troynova V.I., Tugarinova S.N., Fomin F.V. // Physics of Atomic Nuclei. 2015. T. 78. C. 1164.https://doi.org/10.1134/S1063778815100051
  13. Brix M., Dodt D., Dunai D., Lupelli I., Marsen S., Mel-son T.F., Meszaros B., Morgan P., Petravich G., Refy D.I., Silva C., Stamp M., Szabolics T., Zastrow K.-D., Zolet-nik S. and JET-EFDA Contributors // Review of Scientific Instruments. 2012. T. 83. № 10. C. 10D533.https://doi.org/10.1063/1.4739411
  14. Lomanowski B.A., Meigs A.G., Sharples R.M., Stamp M., Guillemaut C. and JET Contributors // Nuclear Fusion. 2015. T. 55. № 12. C. 123028. https://doi.org/10.1088/0029-5515/55/12/123028
  15. Wu H., Subba F., Wischmeier M., Cavedon M., Zani-no R., ASDEX Upgrade Team // Plasma Physicsand Controlled Fusion. 2021. T. 63. № 10. C. 105005.https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac1568
  16. Gorbunov A., Mukhin E., Burgos J.M., Krivoruchko D., Vukolov K., Kurskiev G., Tolstyakov S. // Plasma Physicsand Controlled Fusion. 2022. T. 64. № 11. C. 115004. https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac89ad
  17. Gorbunov A.V., Mukhin E.E., Berik E.B., Vukolov K.Y., Lisitsa V.S., Kukushkin A.S., Levashova M.G., Barn-sley R., Vayakis G., Walsh M.J. // Fusion Engineering and Design. 2017. T. 123. C. 695. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2017.05.129
  18. Gorbunov A.V., Mukhin E.E., Berik E.B., Melkumov M.A., Babinov N.A., Kurskiev G.S., Tolstyakov S.Yu., Vukolo-va K.Yu., Lisitsa V.S., Levashova M.G., Andrew P., Kempenaars M., Vayakis G., Walsh M.J. // Fusion Engineering and Design. 2019. T. 146. C. 2703.https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.04.091
  19. Gohil P., Burgess D.D. // Plasmaphysics. 1983. T. 25. № 10. C. 1149.
  20. Gorbunov A.V., Molodtsov N.A., Moskalenko I.V., Shcheglov D.A // Review of Scientific Instruments. 2010. T. 81. № 10. C. 10D712.doi: doi.org/https://doi.org/10.1063/1.3475799
  21. Che Y., Zang Q., Han X., Xiao S., Hu J., Ren M., Liu J., Zhou J. // Fusion Engineering and Design. 2021. T. 169. C. 112699.https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2021.112699
  22. Khvostenko P.P., Anashkin I.O., Bondarchuk E.N., Chudnovsky A.N., Kavin A.A., Khvostenko A.P., Kirne-va N.A., Kuzmin E.G., Levin I.V., Leonov V.M., Lutchenko A.V., Modyaev A.L., Nikolaev A.V., Notkin G.E., Romannikov A.N., Roy I.N., Sokolov M.M., Sush-kov A.V. // Fusion Engineering and Design. 2021. T. 164. C. 112211. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2020.112211
  23. Loarte A., Lipschultz B., Kukushkin A.S. // Nuclear Fusion. 2007. T. 47. https://doi.org/10.1088/0029-5515/47/6/S04
  24. Kubach T., Lindner P., Kallenbach A., Schumacher U., ASDEX Upgrade Team // 31st European Physical Society Conference on Plasma Physics. European Physical Society, 2004.
  25. Razdobarin G.T., Semenov V.V., Sokolova L.V., Folom-kin I.P., Burakov V.S., Misakov P.Y., Naumenkov P.A., Nechaev S.V. // Nuclear Fusion. 1979. T. 19. № 11. C. 1439. https://doi.org/10.1088/0029-5515/19/11/004
  26. Асадулин Г.М., Бельбас И.С., Горшков А.В. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2016. Т. 39. № 2. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2016-39-2-91-95
  27. Mukhin E.E., Kurskiev G.S., Gorbunov A.V., Samso-nov D.S., Tolstyakov S.Y., Razdobarin A.G., Babi-nov N.A., Bazhenov A.N., Bukreev I.M., Dmitriev A.M., Elets D.I., Koval1 A.N., Litvinov A.E., Masyukevich S.V., Senitchenkov V.A., Solovei V.A., Tereschenko I.B., Varshavchik L.A., Kukushkin A.S., Khodunov I.A., Levashova M.G., Lisitsa V.S., Vukolov K.Yu., Berik E.B., Chernakov P.V., Chernakov AI.P., Chernakov An.P., Zatil-kin P.A., Zhiltsov N.S., Krivoruchko D.D., Skrylev A.V., Mokeev A.N., Andrew P., Kempenaars M., Vayakis G., Walsh M.J. // Nuclear Fusion. 2019. T. 59. № 8. C. 086052. https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab1cd5
  28. Mukhin E.E., Tolstyakov S.Y., Kurskiev G.S., Zhil’-tsov N.S., Koval A.N., Solovei V.A., Gorbunov A.V., Gorshkov A.V., Asadulin G.M., Kornev A.F., Makarov A.M., Bogachev D.L., Babinov N.A., Samsonov D.S., Razdobarin A.G., Bazhenov A.N., Bukreev I.M., Dmitriev A.M., Elets D.I., Senichenkov V.A., Tereshchenko I.B., Varshavchik L.A., Khodunov I.A., Chernakov An.P., Mar-chii G.V., Nikolaenko K.O., Ermakov N.V // Plasma Physics Reports. 2022. T. 48. № 8. C. 866.https://doi.org/10.1134/S1063780X22700301
  29. Pshenov A.A., Kukushkin A.S., Gorbunov A.V., Marenkov E.D. // Nuclear Materials and Energy. 2022. C. 101342. https://doi.org/10.1016/j.nme.2022.101342

© Д.Д. Криворучко, А.В. Горбунов, А.А. Пшенов, Д.С. Панфилов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах