等离子体所高分辨率汤姆逊散射诊断系统取得阶段性成果

2011-5-26 09:33 来源: 中国科学院
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  近日,中科院合肥物质科学研究院等离子体所建成的高分辨率汤姆逊散射(TVTS)诊断系统已经获得有效信号。经过最近两周的实验验证和调试分析,该诊断系统目前已基本可以提供等离子体心部附近温度数据。此阶段性成果是在研究所和研究室领导长期大力支持下,经过十多年数届师生的积累,通过汤姆逊组成员共同努力取得。

  汤姆逊散射诊断系统可以给出等离子体电子温度和密度的时空分布,是国际公认的最为准确的测量电子温度的方法,也是技术难度最高的托卡马克参数诊断之一。由于其重要性,几乎所有托卡马克装置都大力发展汤姆逊散射诊断系统。高分辨率汤姆逊散射(TVTS)诊断系统由高能量激光器、传输光路、光栅光谱仪、像增强器、EMCCD系统和数据采集分析系统组成。TVTS不仅可以提供精细的电子温度和密度分布,还可以直接测量散射谱形状,但其散射信号相对更弱,难度更大。

  对此成果,从事核能聚变实验研究长达35年,专门从事物理实验工作与诊断技术发展的美国通用原子公司(GA)等离子体物理实验学家谢中立教授表示惊叹,他说“这是上帝的微笑”,其难度可想而知。

  等离子体所高分辨率汤姆逊散射(TVTS)诊断系统是在中科院合肥物质科学研究院院长基金的支持下完成的,并在发展过程中积极开展国际交流合作,获得了俄罗斯、日本东京大学、美国通用原子能研究所的相关专家的支持和帮助。小组成员在本轮HT7实验前认真准备,实验中积极尝试,测试分析了激光器能量、倍频器效率、反射镜反射率、收集透镜透过率、谱仪效率等关键参数,光路和谱仪中尝试了偏振片、滤波片。

高能量激光器和倍频系统

三维散射谱信号

散射信号及其高斯拟合