【摘要】：開展燃燒等離子體聚變產(chǎn)物關(guān)鍵參數(shù)診斷中的快離子成像診斷,為燃燒等離子體高能粒子約束、輸運(yùn)、聚變產(chǎn)額評估、聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行等ITER關(guān)注的物理問題進(jìn)行深入研究提供重要的診斷工具,這為ITER安全運(yùn)行和穩(wěn)態(tài)實驗提供了強(qiáng)有力的支持。環(huán)形磁約束核聚變裝置中,快離子主要由中性束注入和射頻加熱以及聚變反應(yīng)產(chǎn)生。聚變反應(yīng)中的快離子與注入的中性束粒子氘原子由于碰撞發(fā)生電荷交換反應(yīng),部分快離子獲得電子變成了中性粒子并處于激發(fā)態(tài),這些被中性化后的快離子,經(jīng)過一段時間的直線運(yùn)動之后,會發(fā)生從能級n=3到n=2的躍遷,并輻射出可見的Dα射線,同時會發(fā)生明顯的多普勒頻移。本診斷系統(tǒng)的主要目的是獲取HL-2A裝置中中性束注入時所產(chǎn)生的可見Dα譜線,也稱為FIDA譜線。其難點在于如何在同一光譜范圍內(nèi),將FIDA譜線從其它的干擾譜線中分離出來;其中干擾譜線主要包含:halo中性粒子Dα譜線,束發(fā)射譜線,可見軔致輻射譜線以及CII雜質(zhì)譜線。采用光譜曲線擬合方法,利用電荷交換復(fù)合光譜分析,對快離子Dα進(jìn)行診斷。束發(fā)射譜線和CII雜質(zhì)譜線可以通過光譜曲線擬合的方式消除,可見軔致輻射譜線可以通過背景差分的方式來消除。在開展FIDA成像診斷技術(shù)研究工作中,本人主要工作如下:1.完成了FIDA診斷系統(tǒng)窗口的光學(xué)設(shè)計和硬件設(shè)計,實現(xiàn)了強(qiáng)背景下的弱信號探測。2.對HL-2A裝置下的FIDA診斷窗口采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。通過對光譜曲線擬合處理,得到了所需要的FIDA信號;然后對比分析了不同中性束注入功率情況時的FIDA信號強(qiáng)度,得出了隨著中性束注入功率增大,快離子濃度會增加,所探測到的FIDA信號強(qiáng)度越強(qiáng)的結(jié)論。3.對FIDASIM源代碼進(jìn)行了深入分析和研究,梳理程序框架,并對程序的輸入輸出進(jìn)行了提取和探討,撰寫相關(guān)文檔,進(jìn)行編碼調(diào)試,使程序能夠運(yùn)行起來。4.利用FIDASIM進(jìn)行模擬分析。模擬了不同觀測位置的FIDA信號強(qiáng)度,以及FIDA信號強(qiáng)度與中性束注入功率和能量之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TL631.24

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本文編號：2638552