基于J-TEXT远红外偏振仪的等离子体密度涨落的探测与研究

发布时间：2021-01-26 10:22

　　要实现持续经济的核聚变反应,必须提高等离子体约束性能,而反常输运会严重影响等离子体的约束性能,所以等离子体反常输运是磁约束聚变的主要研究方向之一。实验表明反常输运与等离子体微观湍流密切相关,而等离子体密度涨落是微观湍流的一个重要表征,因此对等离子体密度涨落的探测和研究十分必要。J-TEXT装置多道远红外偏振干涉仪系统上发展了前向相干散射的测量手段,实现了等离子体密度涨落的测量。系统可测量到约0-400kHz频率范围内、垂直波数约小于1.45cm^-1的等离子体密度涨落。本学位论文的主要内容是前向散射测量的数据处理方法、密度涨落传播方向的判断以及偏振仪系统聚焦元件的优化设计。本文首先阐述了基于J-TEXT偏振干涉仪实现密度涨落测量的原理与方法。利用改进的数据处理方法,解决了因中频带宽及混频器内置滤波器限制无法理想测量低频密度涨落的问题,在实验中观察到了与撕裂模不稳定性相关的密度涨落。本文随后发展了等离子体密度涨落传播方向的判断方法。光学设计软件模拟结果表明,当探测光在等离子体中传播时的折射效应足够大时,用偏振仪的外差相干散射测量来判断密度涨落传播方向是可能的。密度爬升... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

NSTX装置相干散射系统布置图

图 1-2 HSX 装置前向散射系统光路布局图[34]文的主要研究内容主要围绕对 J-TEXT 装置等离子体密度涨落的探测及研究展开。利用道远红外偏振干涉仪系统，在不影响其密度和电流剖面测量的条件下干散射测量方法以实现对密度涨落的测量，分析实验结果研究所测得的特征，改进数据处理方法实现系统对低频密度涨落测量，研究系统对密度涨落传播方向的判别方法，给出其对准相干密度涨落的实验观一步研究偏振仪聚焦元件的优化设计，以期优化其偏振干涉测量，并角度的散射光以获得更高波数的散射功率谱。一章中，简要介绍了受控核聚变和托卡马克装置以及湍流研究等背景概述了密度涨落的几种诊断手段，并系统地对各装置上实现密度涨落散射系统的发展历程与现状进行了介绍。

2 J-TEXT 偏振干涉仪对密度涨落的探测EXT 偏振干涉仪技大学于 2003 年引进美国德克萨斯大学奥斯汀分校的 TEXT-U合核聚变实验室，重建 J-TEXT 托卡马克装置，于 2007 年获得第图 2-1 所示，它是一个有铁芯的圆截面中型托卡马克装置，目前为氢气，且采用欧姆加热方式，其主要参数为：大环半径 R0=1.05-0.28m（由可移动限制器的位置决定），等离子体电流 Ip≤220kA心电子密度 ne0=0.5-6×1019m-3，中心电子温度 Te0≤0.8keV，等离0ms。

【参考文献】：
博士论文
[1]J-TEXT托卡马克锯齿行为中扰动量的探测与研究[D]. 李强.华中科技大学 2015
[2]J-TEXT三波远红外激光偏振干涉仪的建立[D]. 陈杰.华中科技大学 2013



本文编号：3000943