Vývoj diagnostického systému pro měření rotace plazmatu v tokamaku COMPASS

Vývoj diagnostického systému pro měření rotace plazmatu v tokamaku COMPASS

Tomáš OdstrčilFJFI ČVUT

ŠkolitelkaDiana Naidenková

IPP CAS v.v.i

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 1

Motivace I

Rotace plazmatu Vliv na stabilitu a dobu udržení plazmatu Ovlivňuje profil a také střih

Vznik rotace Spontánní

drift a následný drift Roztáčení neutrálními svazky

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 2

rE BE

BE B

Motivace II

Ovlivnění korelace mikronestabilit Rychlost difúze Vznik transportní bariéry a H-módu

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 2

Metoda měření

Dopplerův posuv spektrálních čar nečistot

Určení teploty iontů z dopplerovského rozšíření čar Uhlík– CIII (C2+) - 4647,4650,4651 Å Kyslík– OII (O1+) – 4650,4649,4642 Å Očekávaný Dopplerův posuv je 0.01Å – 0.1Å

Je nezbytné použít spektrometr s velkou disperzi

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 3

cv

D

Schéma spektrometru

Navržen pro vlnové délky kolem 4650 Å Interval 20 Å Rozlišovací schopnost (∆/) 22000

Konkávní difrakční mřížky

(2700 vrypů / mm) s neekvidistantní

vzdáleností vrypů

Rovné zrcadlo Výstupní ohnisková rovina

Vstupní štěrbina

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 4

Rowlandův kruh

Odstranění některých optických vad a lepší disperze

CCD kamera

Andor iXon DU-897E EMCCD (Electron Multiplying

Charge Coupled Device) Zesílení signálu až 1000x

lze detekovat jednotlivé fotony

Čip má 512x512 pixelů Načítací rychlost 10MHz 35-550 fps

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 5

SPEKTROMETRPoloidální řez COMPASSEM

Zrcadlo, Z1 Zrcadlo, Z2

Zrcadlo, Z3

Čočka

Teleskop

Skleněné okénko

Systém sběru signálu - vertikálně

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 6

SPEKTROMETRPoloidální řez COMPASSEM

Zrcadlo, Z2

Zrcadlo, Z3

Čočka

Teleskop

Skleněné okénko

Systém sběru signálu - horizontálně

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 7

Fotografie

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 8

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 9

Výsledky

Výsledky

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 10

Spektrum z horizontálního portu

Spektrum z vertikálního portu

Výsledky

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 11

Spektrum z horizontálního portu

Spektrum z vertikálního portu

Results

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 13

Směr pohledu

BT

ErR

Poloidální průřez COMPASSEM

Výsledky – Elektrické pole

Elektrické polerr

diagrr EEEE

BvE ir ,

1kVm 3 rE

Výsledky

Poloha neposunout čáry Dopplerovsky posunutá čára: Rozdíl: Směr posunu Disperze

89,58 ± 0,22 pixelu 91,45 ± 0,38 pixelu 1,87± 0,44 pixelu Červený posuv -0.002747 Å/px

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 12

RYCHLOST ROTACE: 3.31 ± 0.78 km/sDalší výstřely o podobné konfiguraci: 3,8 ±1,2 km/s; 3,3 ± 0.8km/s

SPEKTROMETR

CL

Z1 Z2

Z4

čočka

Teleskop

Z5

Z6

Dělič svazku

Teleskop

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 14

Plány do budoucna I

SPEKTROMETR

CL

Z1 Z2

Z4

čočka

Teleskop

Z5

Z6

Teleskop

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 15

Plány do budoucna II

SPEKTROMETR

CLZ4

čočka

Z5

Z6

Teleskop

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 16

Plány do budoucna III

Spektrální lampa

Zimní škola, 2011, FJFI, SLIDE # 17

Závěr

Pomocí spektrometru se možná podařilo změřit Dopplerův posuv Při stávající konfiguraci nelze získat důvěryhodné

výsledky Posunutá i neposunutá čára musí být měřena naráz

Výsledky by šlo zlepšit pečlivou kalibrací spektrometru Použít Ne nebo Cu, Fe spektrální lampu

U kvalitních výstřelů lze získat i časové rozlišení

Děkuji za Vaši pozornost