Новая диагностика профиля плотности плазмы вблизи краевого

XXXV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 11 – 15 февраля 2008 г.
НОВАЯ ДИАГНОСТИКА ПРОФИЛЯ ПЛОТНОСТИ ПЛАЗМЫ ВБЛИЗИ КРАЕВОГО
ТРАНСПОРТНОГО БАРЬЕРА ПО ИЗМЕРЕНИЯМ РАДИАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
ИНТЕНСИВНОСТИ ЛИНИИ Нα
Г.С. Воронов
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН. Москва. Россия. [email protected]
Диагностика основана на использовании известного свойства атома водорода постоянства отношения скорости ионизации Si к скорости возбуждения Sv линии Нα в
Si
 const (1). Интенсивность линии Нα связана с
широком диапазоне Те и ne K 
Sv
плотностью атомов водорода NH : Нα = ne NH Sv (2). Радиальный профиль NH определяется
dN H
 ne N H Si (3).
скоростью поступления атомов в плазму V и скоростью ионизации Si : V
dr
Из (2) и (3), учитывая (1) можно исключить NH и получить соотношение, свяэывающее
ne H (r )
радиальные профили ne и Нα: ne (r ) 
(4). Здесь использована
r
ne Si
H (  ) 
H dr
V 
13
ne, 10 cm
-3
нормировка на среднюю плотность, известную из других измерений ne (  )  ne . Скорость
ионизации Si постоянна в диапазоне Те=30 – 1000 эВ: Si=(0.25±0.05)10-7 см3 с-1 = const
[1].При исследовании ЭЦР нагрева плазмы в стеллараторе Л-2М обнаружен Н-режим
удержания плазмы с
образованием краевого транспортного барьера [2].
t = 58-60 ms
Для подробного исследования области плазмы вблизи
2.5
барьера на основе монохроматора ВМС-1 и диодной
1
2
2.0
матрицы создан комплекс спектральной аппаратуры с
3
очень высоким пространственным разрешением – 0.2
1.5
4
мм/пиксель[3]. Радиальный профиль интенсивности
1.0
1
61006 205 kW
2
61007 200 kW
линии Нα восстанавливался из измерений хордовой
3
60604 110 kW
0.5
4
60603 100 kW
яркости с помощью преобразования Абеля с
0.0
регуляризацией по Тихонову [4].Обработка по
9.0
9.5
10.0 10.5 11.0 11.5 12.0
изложенной выше методике большого объема
r, cm
экспериментального
материала
показала,
что
благодаря большому отношению сигнал/шум для
линии Нα удается сохранить высокое пространственное разрешение после процедуры
"абелизации".На Рис. 1 показаны профили ne(r) при двух значениях мощности нагрева –
близкой к пороговой мощности образования краевого транспортного барьера (Р~100 kW) и
значительно большей (P~200 kW). Виден ряд существенных изменений, детально
воспроизводящихся от выстрела к выстрелу: с увеличением мощности нагрева градиент ne(r)
на краю существенно возрастает; плоское распределение ne(r) сменяется "полым" с
максимумом плотности на краю плазмы; возникает минимум плотности в районе r~10 см.
Положение минимума коррелирует с положением острова, где угол прокручивания i=0.5.
Литература:
[1].
[2].
[3].
[4].
G.S.Voronov // ADNDT 65, (1997) 1-35
G.S.Voronov et al. // PPCF 48, (2006) A303-A308
Г.С.Воронов, Е.В.Воронова // доклад 9.2 на конференции ДВП-12 (2007)
Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. "Методы решения некорректных задач" М. Наука 1979
1