Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A COMPASS tokamakra építendő atomnyaláb diagnosztika tervezésének támogatása szimulációk segítségével Guszejnov Dávid Fizikus BSc, 2. évfolyam Konzulens:

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A COMPASS tokamakra építendő atomnyaláb diagnosztika tervezésének támogatása szimulációk segítségével Guszejnov Dávid Fizikus BSc, 2. évfolyam Konzulens:"— Előadás másolata:

1 A COMPASS tokamakra építendő atomnyaláb diagnosztika tervezésének támogatása szimulációk segítségével Guszejnov Dávid Fizikus BSc, 2. évfolyam Konzulens: Pokol Gergő

2 2 Vázlat Fúziós bevezető Atomnyalábdiagnosztika (BES, ABP) RENATE szimulációs kód Megfigyelési tartomány kijelölése RENATE validáció Az ideális detektor keresése Fűtőnyaláb hatása A COMPASS tokamakhoz végzett számítások eredményei Az eredmények alkalmazása

3 3 Fúziós bevezető, tokamak Legígéretesebb reakció A fúziós energiatermelés feltételei –Coulomb-gát legyőzése –Lawson-kritérium Mágneses összetartás Plazmaáram Poloidális irány Toroidális irány Radiális irány

4 4 A COMPASS tokamak COMPact ASSembly Culham (UK) 2008 Prága ITER-releváns geometria Plazmaszéli effektusok tanulmányozása

5 5 Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia BES ( Beam Emission Spectroscopy ) –Aktív diagnosztika –Működése Ionnyaláb gyorsítása Nyaláb semlegesítése és belövése Ütközéses gerjesztődés, spontán emisszió Karakterisztikus sugárzás detektálása –Felhasználhatósága Plazma sűrűségprofiljának meghatározása Plazma sűrűségfluktuációk mérése

6 6 Atomnyaláb szonda ABP (Atomic Beam Probe) –A BES kiegészítője –Működése Atomnyaláb belövése (BES mintára) Ütközéses ionizáció Jellemző pálya Detektorral való befogás –Felhasználhatósága Sűrűség és áramfluktuációk meghatározása

7 7 RENATE szimulációs kód Rate Equations for Neutral Alkali-beam TEchnique Funkciói –Plazmával való reakciók rátaegyütthatóinak kiszámítása –BES diagnosztika szimulátor Adott plazmaparaméterekre és mágneses geometriára Kiszámítja a fényprofilt és a detektált fotonszámokat Megkötések (optikai modul) –Camera obscura modell, látóvonalak használata –A megfigyelés azonos poloidális síkból történik

8 8 Fényprofilok vizsgálata Fényprofil: nyalábmenti emittált intenzitás-eloszlás Híg plazmák Sűrű plazmák

9 9 RENATE validáció A fényprofilokat számoló modul már validált (SIMULA) További modulok validációja szükséges Validáció egy a TEXTOR tokamakon végzett mérés adataival Lépései –Szimuláció a mérési paraméterekre (100%-os átvitel) –Az eredmények a szűrő átvitelével való korrigálása –Mért adatok alapján az optikai átvitel kiszámítása –TEXTOR BES optikai átvitelének becslése a tervek alapján –Optikai átvitelek összehasonlítása

10 10 Validáció eredménye Szimulált optikai átvitel Becsült optikai átvitel ~16%~60%

11 11 Lehetséges mérési elrendezések Eredeti konfiguráció –BES gyors: középső port –BES lassú: középső port –ABP: szélső port Újabb elrendezés –Másik toroidális pozíció –BES gyors: szélső port –BES lassú: középső port –ABP: szélső port

12 12 Átlagosan detektált fotonszámok és a hozzájuk tartozó zaj/jel aránya Forrás: D. Dunai, S. Zoletnik, J. Sárközi: Avalanche Photodiode based Detector for Beam Emission Spectroscopy, Review of Scientific Instruments, to be published 4% 0,2%

13 13 Probléma a szélső porttal Szélső port előnyei –Több begyűjtött fény –Jobb optikai átvitel –Könnyebb hozzáférhetőség Probléma –A plazma fűtőnyalábja ütközik a diagnosztikai nyalábbal Okozott hiba becsülhető a RENATE segítségével Becslés feltétele –Az atomos H hatáskeresztmetszetei nem térnek el lényegesen a szabad protonétól és elektronétól

14 14 Kritikus sűrűségek A fűtőnyaláb hatása modellezhető úgy, mintha a plazma sűrűbb lenne Kritikus sűrűség : a fűtőnyalábot reprezentáló sűrűségnövekedés Központi sűrűségÁtjutási faktor Kritikus sűrűség /m 3 3%1, /m /m 3 12%5, /m 3

15 15 Fűtőnyaláb hatása A fűtőnyalábbal való ütközés csak elhanyagolható hibát okoz. ~4% maximális eltérés

16 16 A COMPASS tokamakhoz végzett számítások eredményei Megfigyelési tartomány: első 20 cm Detektorok száma: 20 db Ideális detektortípus: APD (zaj/jel: 0,002-0,04) A fűtőnyalábbal való ütközés által okozott hiba elhanyagolható A megfigyelőrendszert érdemes áthelyezni

17 17 Az eredmények alkalmazása Előrelépések –A COMPASS BES diagnosztika megfigyelési tartománya az első 20 cm –A gyors mintavételezésű megfigyeléshez APD detektorokat fognak használni –Az APD a szélső portba került, egyelőre az ABP-vel felváltva fog üzemelni

18 18 Köszönetnyilvánítás Pokol Gergő Anda Gábor COMPASS adatok Petravich Gábor TEXTOR BES tervek, adatok Réfy Dániel Validáció mérési paraméterek Dunai Dániel TEXTOR mérési adatok

19 19 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "A COMPASS tokamakra építendő atomnyaláb diagnosztika tervezésének támogatása szimulációk segítségével Guszejnov Dávid Fizikus BSc, 2. évfolyam Konzulens:"

Hasonló előadás


Google Hirdetések