Student: Pavel Háček
Školitel: RNDr. Jan Stöckel, CSc. (ÚFP AV ČR, v.v.i.)
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Tokamak COMPASS, divertorové zařízení s H-módem a ITERu odpovídající geometrií (1:10 vůči rozměru plazmatu ITERu, R=0.56 m, a=0.23 x 0.38 m, Ip=200-400 kA, BT=1.2-2.1 T, délka výboje až 1 s), byl převezen z anglického Culhamu a reinstalován v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i. v Praze. K uskutečnění cílů vědeckého programu tokamaku COMPASS zaměřeného na fyziku H-módu a zkoumání oblasti pedestalu budou postaveny nové diagnostiky. Jednou z nich je spektroskopie využívající diagnostický svazek - Beam Emission Spectroscopy (BES), která poskytuje informaci o profilu hustoty. Její vývoj je uskutečňován ve spolupráci maďarskou Association EURATOM – HAS. Systém BES se skládá z injektoru svazku s výměnným zdrojem iontů (Li nebo Na, 5-10 mA, max. 120 keV) a detekční části založené na poli lavinových diod (APD). V letech 2010-11 se plánuje realizace nové metody pro měření fluktuací magnetického pole a profilu proudu v okrajovém plazmatu tokamaku COMPASS jako rozšíření systému BES sběrem iontů pocházejících z ionizace svazku - Atomic Beam Probe (ABP).
The COMPASS tokamak, a divertor device with a clear H-mode and ITER- relevant geometry (1:10 to the ITER plasma size, R=0.56 m, a=0.23 x 0.38 m, Ip=200-400 kA, BT=1.2-2.1 T and pulse length up to 1 s), has been re-installed to IPP Prague from Culham in U.K. New diagnostic tools will be built to address aims of the COMPASS scientific program focussed on H-mode physics and pedestal investigations. A new Beam Emission Spectroscopy (BES) diagnostic providing density profile is under development in collaboration with the Association EURATOM – HAS. The BES system will consist of the beam injector with exchangeable ion source (Li or Na, 5-10 mA, max. 120 keV) and the detection part based on an array of avalanche photo diodes (APD). In 2010-11, a new method for measurement of magnetic field fluctuations and the current profile in outer regions of COMPASS tokamak plasmas will be introduced as an extension of the BES system by collecting ions stemming from beam ionization - Atomic Beam Probe diagnostic (ABP).
Cíle doktorské práce:
• seznámit se s diagnostikou vysokoteplotního plazmatu využívající diagnostický svazek
• podílet se na instalaci systému BES
• zhodnotit možnosti použití diagnostické metody ABP na tokamaku COMPASS s uvážením reálné kofigurace vakuové komory a za použití rekonstrukce tvaru magnetického pole a rozptylových polí
• podílet se na modifikacích systému BES a instalaci ABP diagnostiky
The aims of the doctoral thesis:
• become familiar with high-temperature plasma diagnostics based on diagnostic beam
• participate in installation of the BES system
• examine possibilities of the ABP use on the COMPASS tokamak based on real vessel configuration, equilibrium reconstruction and stray field calculations
• participate in modifications of the BES system and installation of the ABP system
Literatura:
1. F.F.Chen: „Úvod do fyziky plazmatu“, Academia, Praha, 1983
2. J.Wesson: „Tokamaks“, Caledon Press, Oxford, 1997
3. H.R. Griem: „Principles of Plasma Spectroscopy“, Cambridge university press, Cambridge, 1997
4. S. Zoletnik, et al.: „Two-dimensional density and density fluctuation diagnostic for the edge plasma in fusion devices“, Review of Scientific Instruments 76 073504 (2005)
5. G. Anda, et al.: „Li – beam developments for high – energy plasma diagnostics”, Fusion Engineering and Design 74 (2005) 715–719
6. J.G. Schwelberger, et al.: “Current density profile measurement on the Texas Experimental Tokamak using a heavy ion beam probe”, Rev. Sci. Instrum. 69 (11) 1998.
7. P.M. Schoch, et al.: „TEXT Heavy Ion Beam Probe System“, Rev. Sci. Instrum. 57 (8) 1986.
