Введение к работе
Актуальность проблеиы.Установки типа токамак являются наиболее реальними претендентами на роль термоядерного реактора. Важнейшее задачей экспериментальных физических исследований на этих установках является исследование взаимодействия плазмы токамака с первой стенкой вакуумной камеры. Это связано с тем, что взаимодействием плазмы со стенкой в существенной степени определяется балланс энергии и частиц в плазме токамака.
Пристеночная плазма отличается от основной плазмы наличием значителышх неодноролностей плазменных параметров, и низкими значениями температури и плотности плазмы. В результате большинство методов, разработанных 'для диагностики горячей плазмы, для пристеночной области либо непригодны, либо требуют существенной модернизации.
С развитием лазерной техники на основе органических красителей появилась возможность использовать для диагностики плазмы токамака безконтактний метод резонансного флуоресцентного анализа. Метод позволяет выполнять локальные измерения концентрации атомов водорода и примесей с высоким времэшшм разрешением. Для интерпретации результатов экспериментов достаточно привлечения относительно простых и надежных теоретеческих моделей.
Этот метод представляет собой эффективное средство для исследования динамики взаимодействия плазмы со стенкой камеры для различных способов формирования плазменного яшура.Еключая адиабатическое снятие плазмы и режим быстрого сброса разрядного тока
На установках типа токамак метод резонансной флуоресценции использовался в основном для диагностики нейтральной компоненты и атомоа тяжелых мэталлов. Результаты праведенных исследований позволяют считать, что динамика примесной и нейтральной компонент плазмы токамака взаимосвязаны. В тоже время схемы построения диагностических установок не позеоляли одновременно получать информацию о нейтральной -и примесной компонент плазмы токамака.
Цель работы.Целью настоящей работы являлось реиєїше задач: I.Развитие метода разонансной флуоресценции для
диагностики водорода с использованием імпульсно- периодических
лазеров нанссекундного диаппазона.
2.Разработка и создание единого диагностического комплекса
для флуоресцентных измерений концентраций атомов металлов и водорода в плазме токамака.
3.Исследование динамики взаимодействия плазмы со стенкой камеры токамака в различных режимах работы установки.
Наутаая новизна полученных результатов состоит в следующем: I.Развит метод лазерной флуоресценции с целью получения информации о пространственно- временном распределении нейтрального водорода в плазме высокотемпературной установки.
2.Разработан и создан єдиний комплекс лазерной диагностический аппаратуры, позволяющий методом резонансной флуоресценции проводить пространственно- временные измерения концентраций атомов металлов и водорода в плазме токамака.
3.Впервые проведены флуоресцентные исследования динамики взаимодействия плазмы со стенкой камеры токамака при формировании плазменного шнура методом адиабатического сжатия плазменного шнура и при быстром сбросе разрядного тока.
Практическая значимость.
Высокая стоимость эксплуатации крупных термоядерных установок типа токамак и не ' очень высокая воспроизводимость плазменных разрядов. требуют получения пространственных и временных распределений параметров плазмы за один разряд. Разработанный единый диагностический коплекс как раз и решает эту задачу получения пространственно- временных распределений атомов примесной и . нейтральной компонент плазмы токамака, магнитной ловушки и других высокотемпературных плазменных установок за один разряд.
На защиту выносятся следующие результаты:
I.Создание единого диагностического комплекса для флуоресцентных измерений концентраций атомов металлов и водорода в плазме токамака.
2.Теоретическое рассмотрение метода обработки результатов при диагностике водорода с возбувдением флуоресценции на линии Н с использованием лазеров наносакундного диапазона.
3.Результаты стендовых исследований аппаратуры для диагностики водорода . в гшазмэ токамака с применением нзносекундных импульсов возбуждения флуоресценции.
4.Исследование пространственно- временных распределений распыленных атомов железа в пристеночной плазме токамака
"Туман-3". Анализ основных каналов поступления примесей В пристеночную плазму в режимах омического нагрева и магнитного сжатия плазмы токамака.
5.Исследование пространственно- временных распределений распыленных атомов железа в пристеночной плазме токамака "Туман-Зи в режимах с быстрым сбросом разрядного тока. Обнаружение скин слоя с инверсным направлением тока в момент сброса тока разряда.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Всесоюзной конференции по физике плазмы и УІС (Звенигород, 1984г.), Всесоюзном совещании "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах" (Томск, 1986г.).
Материалы 'диссертационной работы неоднократно представлялись: на семинарах С-Петербургского физико- технического института им.А.Ф.Иоффе, на семинарах Троицкого института инновационных и термоядерных исследований, на семинаре Харьковского физико- технического института и опубликованы в 6 печатных работах.
ОСъеи и структура работы.
Диссертация состоит из введения,-трех глав и заключения. Она содержит ИЗ страниц машинописного текста, 26 рисунков, I таблицы, и список литературы, состоящий из 91 наименований.
