高温等离子体微波诊断讲座浅析.ppt

在 TEXTR上的ECE I 2D ECE Imaging at TEXTOR High resolution electron temperature measurements 128 channels (16 x 8) Spatial resolution (1 cm x 1 cm) Time resolution = 5 msec. Sampling matrix can be positioned at various locations in the plasma by changing LO frequency 用ECEI观察在MHD磁岛x点的热流 用ECEI观察在MHD磁岛x点的热流 电子热输运研究 热扩散特性 i 电子热输运研究 热对流特性 i 电子热输运研究 令 V V 电子热输运研究 扰动源： 锯齿不稳定性， 调制ECH， 调制送气 弹丸注入， 激光烧蚀杂质注入 Plasma Phys. Control. Fusion 37(1995), 799-852 热脉冲传播方法对诊断的要求： 要有好的空间定域性 要有较好的空间分辨率 3 厘米 要有好的时间分辨率 5 微秒 热脉冲传播方法 调制ECRH期间电子温度 电子热输运研究 热脉冲传播方法 0 5 10 15 0 1 2 3 4 5 Shot # 33962 Line density 0 5 10 15 0 1 2 3 4 5 Ne reflectométry t(s) P L H P ICRH ICRH and LH Modulation Experiments in Tore Supra X.L. ZOU (DRFC, CEA Cadarache) 电子热输运研究 傅立叶变换法 Te （t） TR TI A = （TR2+ TI2）1/2 Pha =tg-1（TR/TI） ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 热脉冲传播方法 电子热输运研究 热脉冲传播方法 磁流体不稳定性研究 锯齿特性研究 磁流体不稳定性研究 锯齿特性研究 * 高温等离子体微波诊断讲座 丁玄同 核工业西南物理研究院 2007.8.13， 四川 成都 2007年等离子体物理暑期讲习班 高温等离子体微波诊断综述 _ [1]M.A.Heald， C.B.Wharton “Plasma Diagnostics with Microwave”（1966） [2]项志遴，俞昌旋 “高温等离子体诊断”上海科技出版社 (1982) 微波干涉 Ne 电子回旋辐射 Te (r,t), Te ( r,t), χe V 微波反射 微波扫频反射 Ne (r,t), Ne (r,t), D , V 微波相关反射 n (ω , k) （k 20cm-1） 微波散射 微波多勃勒反射 V = E x B , Ne （k 20cm-1） 微波背向散射 n (ω , k) （k 20cm-1） ~ ~ ~ ~ ~ ~ 第一课 电子回旋辐射诊断技术及其应用 2007年等离子体物理暑期讲习班 带电粒子在磁场中，由于受lorents力（qv x B）的作用而作螺旋运动。 作螺旋运动的电子在电子回旋共振层激发在电子回旋频率的电磁波 在高温等离子体中，电子回旋辐射如果满足黑体辐射条件。它的发射强度和等离子体电子温度成正比。 在托卡马克中回旋辐射及高次谐波的频率范围是：50-500GHz 电子回旋辐射（ECE）基本原理 黑体辐射条件 等离子体的光学厚度由电子温度、密度及大半径决定。对于谐波数n1的电子回旋辐射，在垂直于磁场方向上传播，X模的光学厚度可以由下面的公式给出: 式中 托卡马克上电子回旋辐射各次谐波光学厚度分布情况 电子回旋辐射 截止和共振层的影响 托卡马克典型参数下的主要共振层和截置. Bt=B0R0/R、ne= n0(1-(r/a)2) ECE的X模二次谐波频率2避开了等离子体中所有的共振层和截止层。所以在满足上述条件下，电子回旋辐射强度与局部电子温度成正比，即，它是ECE测量的基础。 截止频率 共振频率 电子回旋辐射的频谱加宽机制： 1）?磁场加宽 2）?相对论加宽 3）?多勃勒加宽 4）? 渡越时间加宽 5）?碰撞加宽 6）? 等离子体色散效应加宽 7）? 自吸收加宽 电子回旋辐射基本原理 F = e B (r) / m γ + v// k// 电子回旋辐射测量的主要方法 扫频外差接收机 多道外差接