Способ измерения положения неустойчивой рациональной магнитной поверхности Советский патент 1985 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к физике плазмы и управляемого термоядерного синтеза в замкнутых ловушках с плазмой.

Целые изобретения является повышение чувствительности аппаратуры и упрош,ение процесса измерения.

На чертеже представлены радиальные (г) распределения температуры электронов плазмы (Те) по двум взаимно перпендикулярным направлениям АА и ВВ положение магнитных островов (заштрихованы) в поперечном сечении плазменного шнура и пространственное распределение сигнала с синхронного детектора х .

Измерение положения неустойчивой рациональной магнитной поверхности по осцилляциям сигнала рентгеновского излучения основано на том, что в пределах магнитных островов происходит выравнивание температуры электронов и соответственно интенсивности рентгеновского излучения из плазмы. При азимутальном вращении островной структуры рентгеновский датчик поочередно регистрирует возмушенные и невозмушенные области плазмы, что и приводит к колебаниям рентгеновского сигнала, амплитуда и фаза которых выделяются путем синхронного детектирования. Точка переворота фазы сигнала с синхронного детектора совпадает с положением Гз рациональной магнитной поверхности.

Способ осушествляют следующим образом.

Рентгеновское излучение из плазмы регистрируют с помощью датчика, позволяющего получить пространственное распределение интенсивности этого излучения. Одновременно с рентгеновским излучением

производят регистрацию сигналов магнитных зондов, выделяющих пространственную гармонику возмущения полоидального магнитного поля, для которой отнощение полоидального и тороидального чисел равно значению коэффициента запаса устойчивости на измеряемой магнитной поверхности. Сигнал магнитных зондов используется в качестве опорного при синхронном детектировании рентгеновского сигнала. Из результатов измерений получают пространственное распределение сигнала синхронного детектора и определяют положение магнитной поверхности по точке переворота фазы на указанном распределении.

Пример. Для регистрации рентгеновского излучения используют сканирующий поверхностно-барьерный датчик (ПБД), установленный в диагностическом патрубке токамака. При синхронном детектировании сигнала ПБД в качестве опорного используют сигнал магнитных зондов, выделяющих пространственную гармонику 2/1 возмущения полоидального магнитного поля. Синхронный детектор состоит из аналогового перемножителя и фильтра нижних частот. Он преобразовывает, сигнал ПБД в сигнал, пропорциональный произведению амплитуды переменной составляющей интенсивности рентгеновского .излучения, когерентной с зондовым сигналом, и косинуса сдвига фаз между сигналом ПБД и сигналом магнитных зондов. Положение рациональной магнитной поверхности со значением коэффициента запаса устойчивости, равным 2, определяется по точке переворота фазы на радиальном распределении сигнала с синхронного детектора.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕ НИЯ НЕУСТОЙЧИВОЙ РАЦИОНАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ в зам кнутых магнитных ловушках с плазмой по положению развивающегося на ней магнитного острова путем регистрации пространственного распределения интенсивности рентгеновского излучения изплаз.мы, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения и упрощения процесса измерений, одновременно с регистрацией рентгеновского излучения регистрируют возмущения пространственной гармоники полоидального магнитного поля с отношением полоидального и тороидального чисел, равным коэффициенту запаса устойчивости на измеряемой магнитной поверхности, производят синхронное детектирование сигналов рентгеновского излучения и возмущения пространственной гармоники полоидального магнитного поля и определяют положение магнитной поверхности по точке переворота фазы на полученном распределении детектированных сигналов.