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. voronov@fpl.gpi.ru
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