Введение к работе
Актуальность работы. Результаты исследований по программе управляемого термоядерного синтеза на установках токамак последнего поколения (TFTB, JET, Л-60), а также нэ ряде установок меньшего масштаба, привели к выводу о значительном влиянии физических процессов на периферии плазмы нэ возможность достижения термоядерных параметров плазмы. Это обусловлено тем, что как удержание плазмы, так и ее энергетические параметры зависят от условий на границе плазменного шнура, и, в частности, от взаимодействия плазма-стенка, определяющего уровень рециклиятэ, степень эрозии стенки, а также энергетические параметры периферийной плазмы. В связи с этим больиое внимание уделяется исследованиям процессов на периферии плазмы, что требует развития соответствующих методов диагностики.
Диссертация посвяиена разработке метода лазерной флюоресцентной спектроскопии (ЛФС) для исследования взаимодействия плазма-стенка. Использование метода ЛФС на термоядерных установках позволяет определить абсолютные концентрации атомов (или ионов) примесей и рабочего газа, их потоки и температуры. К достоинствам метода ЛФС следует отнести высокую чувствительность (для атомов металлов до 10 ат/см-3), хорошее пространственное (порядка I см ) и временное разрешение (менее І мхе з зависимости от типа лазера).
Цель работы - создание современного диагностического комплекса для исследования пристеночной плазмы методом ЛФС на установке Токамак-15, а также изучение поведения тяжелых примесей на токамакэ с двумя тороидальными диверторами 10-2.
Новизна работы заключается в том, что впервые на базе промышленных образцов аппаратуры создан автоматизированный многоканальный диагностический комплекс ЛФС с высоким пространственным и временным разрешением, нэ уступающий по своим характеристикам зарубежным аналогам.
Проведено изучение эрозии стенки токамэка 10-2 в дизорторном и лимитерном режимах в эквивалентных условиях на одной установке, и для этих двух случаев получены зависимости концентрации атомов железа у поверхности элемента стенки от расстояния до границы плазменного шнура. Рассмотрены механизмы эрозии стенки для днзерторного и лк'.итерного рекимоз как на квазистационарной стадии раэрядз, так и з случае срыва.
- I -
Научиая и практическая ценность. В результате проведенных экспериментальных исследований разработана, создана а испытана диагностическая аппаратура Л<хс, подготовленная для работы на установке Токамзк-15. На практике отработана методика измерений абсолютных концентрацій металлических примесей в пристеночной области установки токанак и, конкретно, для разработанного диагностического комплекса ЛФС Токамака-Ib. На установке ТО-2 получен экспериментальный материал по проблеме плазма-стенка в условиях диверторного режима работы.
Автор выносит на защиту комплекс ЛФС аппаратуры, разработанный специально для диагностики пространственного распределения концентрации атомов и ионов примесей, из температур и результаты исследований методом ЛФС по программе плазма-стенка на малом тс-камаке ТО-2 с двутия тороидальными диверторами.
Апробация работы Основные положения и результаты работы были представлены на 4-ом Всесоюзном совещании по диагностике высокотемпературной плазмы (Алушта, ІУйЬ) и 12-ой Международной конференции по физике плазмы и УТС (Ницца, 1Э88), на научно-технических семинарах в РНЦ "Курчатовский Институт", а также опубликованы в научных журналах.
Обгсц работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, в которых изложены результаты работы и заключения с основными выводами. В диссертации 125 страниц, 26 рисунков и список цитированной литературы, включающий 48 работ.
