Overblik over fusionsdiagnostikker.Poul Kerff Michelsen
Overblik over fusionsdiagnostikker.
Poul Kerff Michelsen
Oversigt
Introduktion Tokamakken Typiske værdier plasma parametre Strøm-spændingsmålinger Langmuirprobe Brydningsindeks/dielektritetskonstanten Andre tætheds- og temperaturmålinger Tæthed- og temperaturprofiler Andre diagnostikker
Tokamakken
Magnetspoler til toroidalfeltet Plasma og også den sekundære vikling Transformerjernkerne Magnetfeltlinje Primær vikling
Magnetiske felter som kan holde et plasma i ligevægt
Ligevægt og stabilitet
Et toroidaltformet plasma kan være ustabilt på mange måder. De fleste af disse ”instabiliteter” er forstået teoretisk og kan kontroleres, men de sætter grænser for den maksimale plasmatæthed og det maksimale plasmatryk
Karakteristiske parametre for JET og ITER
Plasmaparametre JET ITER Power Plant Storradius 2,96 m 6,20 m 6 – 10 m Lilleradius 1,25 m x 2,10 m 2,0 m x 3,3 m 2 – 3,5 m Plasmalevetid 20 s >300 s lang Plamavolumen 150 m3 828 m3 1000 - 4000 m3 Plasma tæthed 1020 m-1 1020 1,1 - 1,4 1020 Temperatur 20 keV 20 keV 12 – 22 keV Magnetfelt 3,4 T 5,3 T 5,5 – 7 T Plasmastrøm 4,8 MA 15 MA 15 – 30 MA Opvarmningseffekt 25 MW 75 MW 70 – 270 MW Fusionseffekt 16 MW 200 - 700 MW 2,5 – 5 GW Q-value 0,65 6 - 15 15 - 35
Måling af strøm
Måling af strøm
Rogowskispole
Strøm og spænding
Langmuir probe
Edge Te and ne: Langmuir probes
Langmuir Probes The first diagnostic in plasma physics (1920’s) The simplest….simply a wire inserted in the plasma! Ion saturation current density Electron collection DITE Tokamak S. Pitcher, 1987
Frekvens Intensitet Bredden giver elektrontemperaturen Måling af elektrontemperatur v.h.a. Thomson spredning
Thomson scattering at JET
Laser-aided diagnostics: Thomson scattering
The monochromatic laser light is scattered and Doppler-shifted by the moving plasma electrons producing a broad spectrum of scattered light Thomson scattering: exists also for divertor!
Range of measurements
Brydningsindeks for plasma
Microwave diagnostics: Electron Cyclotron Emission
Magnetic field B Electron gyration Electron Cyclotron Emission (ECE) Typical Instruments: Radiometers (JET, Tore Supra, JT-60U, DIII-D, AUG, TJ-II, TCV, TEXTOR, RTP, TEXT-U, T-10, HT-7,…) Michelson interferometers (TFTR, FTU, JET, DIII-D,…)
Comments