【摘要】：湯姆遜散射診斷是國(guó)際上公認(rèn)的最有效的等離子體電子溫度測(cè)量手段之一,其測(cè)量結(jié)果可用來(lái)直接描述等離子體輸運(yùn)和動(dòng)力學(xué)行為,從而實(shí)現(xiàn)絕大部分等離子體物理研究。目前J-TEXT湯姆遜散射診斷系統(tǒng)正在建設(shè)之中,建成后可為J-TEXT物理實(shí)驗(yàn)提供可靠的電子溫度和密度數(shù)據(jù)。信號(hào)處理與采集系統(tǒng)作為湯姆遜散射診斷中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,主要用來(lái)測(cè)量湯姆遜散射光光譜,通過(guò)對(duì)光譜進(jìn)行分析可以獲得等離子體電子溫度和密度的信息。本文主要圍繞信號(hào)處理電路和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)這兩個(gè)的重要環(huán)節(jié)展開(kāi)研究,具體內(nèi)容及成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)根據(jù)J-TEXT湯姆遜散射診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù),給出了J-TEXT湯姆遜散射光子數(shù)的分布,這為J-TEXT湯姆遜散射信號(hào)的分析與處理提供了重要依據(jù)。(2)為J-TEXT湯姆遜散射診斷研制了信號(hào)處理電路。本文對(duì)信號(hào)處理電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理設(shè)計(jì),并應(yīng)用了延遲線技術(shù)來(lái)扣除等離子體背景噪聲,有效地解決了在等離子背景噪聲環(huán)境下放大微弱的散射光脈沖信號(hào)這一難題。信號(hào)處理電路輸出的脈沖信號(hào)持續(xù)時(shí)間約為40ns,信號(hào)波形對(duì)稱且無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象,結(jié)合溫度控制電路的使用可獲得高達(dá)18的信噪比。(3)為J-TEXT湯姆遜散射診斷搭建了一套基于VME總線的積分式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以滿足J-TEXT湯姆遜散射診斷14個(gè)測(cè)量點(diǎn)和50Hz重復(fù)頻率的采集需求。所搭建的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有較高的性價(jià)比,并且留有足夠的采集通道用于系統(tǒng)擴(kuò)展。本文對(duì)信號(hào)處理與采集系統(tǒng)做了全面的性能測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所研制的信號(hào)處理電路和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完全滿足J-TEXT湯姆遜散射診斷的設(shè)計(jì)需求,對(duì)于整個(gè)湯姆遜散射系統(tǒng)的建設(shè)具有十分重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TL631
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文要的參數(shù)。在日本托卡馬克 JT-60U 裝置上，聚變?nèi)朔e ē V ě，離實(shí)現(xiàn)聚變堆要求的三乘積只有 20 倍左右的差距在歐洲聯(lián)合環(huán)裝置（JET）上，聚變輸出峰值功率達(dá)到過(guò) 16.1MW觀的 粒子加熱效應(yīng)， 粒子加熱是實(shí)現(xiàn)聚變堆自持燃燒的重要條托卡馬克裝置的 Q 值表征聚變輸出功率和裝置輸入功率之比，置上，其等效 Q 值已經(jīng)達(dá)到了 1.25。2016 年中國(guó) EAST 裝置實(shí)現(xiàn)了在電子溫度超過(guò) 5000 萬(wàn)度的條件下，創(chuàng)造了超高溫長(zhǎng)脈沖放電模式放電的世界紀(jì)錄。一系列突破性成果表明，托卡馬克可以實(shí)現(xiàn)可控核聚變的科學(xué)性已

2 湯姆遜散射診斷系統(tǒng)湯姆遜散射基本原理定入射光子能量遠(yuǎn)小于電子能量，且電子初始速度和電磁場(chǎng)驅(qū)使電子遠(yuǎn)小于光速，這種情況下可不計(jì)相對(duì)論效應(yīng)和量子效應(yīng)的影響，按照的方法對(duì)電子散射過(guò)程進(jìn)行處理。電子散射指的是自由電子在外部電加速運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生再輻射的過(guò)程。單個(gè)電子散射的矢量圖如圖 2.1 所示入射方向，x 是電子初始位置與觀測(cè)點(diǎn)之間的矢徑，R 是電子移動(dòng) 后的矢徑，由于矢量 r 相對(duì) x 和 R 來(lái)說(shuō)是很小的量，因此可以認(rèn)為矢徑等，都記作矢徑 。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2721146