اندازه گیری دمای پلاسما به روش پراکندگی تامسون۹۳- قسمت ۱۴

He-Plasma D-Plasma H-Plasma
۵×۱۰۱۹ m-3 ۵/۳×۱۰۱۹ m-3 ۵/۵×۱۰۱۹ m-3 ne
۶۰۰ eV ٨۳۰ eV ۶٨۰ eV Te
۳٨۰ eV ۳۱۰ eV ۲۵۰ eV Ti(fit)

مدل نظری مورد استفاده برای محاسبات در مورد پلاسمای حرارتی با چندینگونه یون (یونهای اکثریت و ناخالصیها) اعمال شده است [۴۵]. دراین هندسه پراکندگی، بردار موج تقریبا عمود بر میدان مغناطیسی کل ( میدان مغناطیسی چنبره ای و میدان مغناطیسی قطبی) است، شکل طیف به زاویه بین بردارهای و B بسیار حساس است.
در حالی که سهم ناخالصیها در نزدیکی مرکز غالب است. میدان مغناطیسی نیز در شکل جابجایی به طرف فرکانسهای بزرگتر تأثیر میگذارد. وقتی که زاویه کمتر از انتخاب شده است، این اثر تقریبا ناچیز است.
۲-۴– بررسی پراکندگی تامسون با لیزر یاقوت[۲۳]
۲-۴-۱– توکامک ADITYA
توکامک AADITY یک توکامک به ابعاد متوسط با شعاع اصلی R به اندازه cm ٧۵، شعاع فرعی a به اندازه cm ٢۵، جریان پلاسما حدود KA ٢۵۰، چگالی الکترون کوچکتر یا مساوی ٣cm ١٠١٣ ×۵ و دمای الکترون کوچکتر یا مساویKeV ١ میباشد [۴۲].
توکامک ADITYA برای اندازهگیریهای دما وچگالی الکترون پلاسما اختصاص داده شده است. سیستم [۲۴]SAT از یک لیزر یاقوت با توان خروجی j ۱۰ و پهنای پالس حدود ns٢٠ بهره میبرد. بدلیل سطح مقطع خیلی کوچک پراکندگی تامسون ، توان لیزر باید بالا باشد. همچنین این روش نیاز به دقت زیادی برای حذف نور سرگردان جهت افزایش نسبت سیگنال به نویز میباشد.
در حالت پراکندگی ناهمدوس، توان کل پراکنده شده مجموع سادهای از توانهای پراکندهشده از هر یک از الکترونهای جداگانهای است که در حجم پراکنده شده مشاهده شدهاند.
با فرض اینکه توزیع سرعت الکترونها بصورت ساده ماکسولی باشد، توان پراکنده شده در امتداد عمود بر راستای موج فرودی و بردارهای قطبش پرتوی لیزری با مدل سلدن[۲۵] داده میشود [۴۳]. طیف پراکنده شده مانند توزیع سرعت الکترونهای پلاسما به شکل گاوسی است. کل پهنا در نیمه بیشینه (HWHM) این طیف بطور مستقیم با دمای الکترون ارتباط دارد و با معادله زیر داده می شود :
برای پلاسمای با انر‌ژی eV۱، MHWH پهنای بینابیدر حدود nm ٣ است و برای اندازهگیری دماهای پایین نیاز به تفکیک طیفی بالا دارد. سیستم ATS از یک لیزر یاقوت و یک تصویربرداری معمولی[۲۶] PMT بعنوان یک آشکارساز بهره میبرد. لیزر یاقوت Q- سوییچ دارای یک بیشینه انرژی در حدود j ١٠، مدت دوام پالس sn٢٠ و واگرایی در حدود mrad ٢/١ بعنوان چشمه نوری است. جهت برقراری ایمنی در برابر امواج الکترومغناطیسی و تداخل امواج RF حاصل از دستگاه، لیزر به فاصله ٧ متری از دستگاه قرار گرفته است.
فوتون پراکنده شده تحت زاویه ˚٩٠ از حجم پراکندگی از طریق دهانه شعاعی، با استفاده از یک سیستم نوری که متشکل از یک عدسی شی بیرنگ یا نافام است، جمعآوری میگردد. تصویربرداری اپتیک کلی طوری طراحی شده است که تنها با یک المان یک سانتیمتری به بزرگنمایی یک به یک به نمایش در میآید.
با استفاده از یک لیزر هلیوم– نئون و عبور پرتوی آن بطور هم خط با لیزر یاقوت مجموعه اپتیکی تنظیم میگردد. از یک متوقف کننده کربنی که در پشت دیواره ظرف نصب شده، برای کاهش بیشتر نور پلاسما و نور سرگردان و جلوگیری از ورود آنها به درون مجموعه اپتیکی استفاده شده است.
دمای الکترونی پلاسما از طریق شیب منحنی بر حسب لگاریتم دامنه سیگنال هر کانال محاسبه میشود. برای سیستم لیزر یاقوت و هندسه پراکندگی °٩٠ رابطه بین دو پارامتر بالا بصورت زیر است [۴۴].
.

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  jemo.ir  مراجعه نمایید.