نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه اصفهان

2 رئیس دانشکده فیزیک، دانشگاه اصفهان

3 رئیس آزمایشگاه توکامک

4 پژوهشکده فیزیک پلاسما و گداخت هسته ای- پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای- سازمان انرژی اتمی ایران

چکیده

ناخالصی‌های پلاسما یکی از عوامل اتلاف انرژی محصور شده در توکامک‌ها به شمار می‌روند که از این منظر مطالعه و بررسی آن‌ها در راستای حفظ پایداری پلاسمای توکامک و بهبود کیفیت محصورسازی امری ضروری خواهد بود. در این کار تحقیقاتی به منظور مطالعه ناخالصی‌های پلاسمای توکامک دماوند، تکفام‌ساز نوری موجود در آزمایشگاه توکامک دماوند به همراه یک آرایه خطی CCD در ساختار یک طیف‌سنج نور مرئی بکار گرفته شد. سامانه طیف سنج جدید توسط طول موج‌های مشخصه یک لامپ جیوه کالیبره شده و در رژیم پلاسمای نرمال توکامک دماوند جهت ثبت و تحلیل تابش‌های گسیلی در بازه طول موجی 7000 – 3000 آنگستروم مورد استفاده قرار گرفت. کمترین قدرت تفکیک ابزاری طیف‌سنج حاصل در پهنای شکاف ورودی 50μm در حدود0.9 آنگستروم بدست آمد که برای تابش‌های پرشدت پلاسمای هیدروژن نظیر Hα و Hβ بکار گرفته شد. برای مطالعه تابش‌های حاصل از ناخالصی‌ها با توجه به شدت پایین آن‌ها از پهنای شکاف ورودی 100μm و در نتیجه قدرت تفکیک 1.8 آنگستروم استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که ناخالصی‌های غالب در پلاسمای توکامک دماوند عبارتند از اکسیژن، نیتروژن و کربن که منشاء آن‌ها عموما از مولکول‌های هوای به دام افتاده در دیواره محفظه خلاء و ادوات مجاور با پلاسما هستند و ناخالصی آهن نیز در نتیجه برهمکنش پلاسمای داغ با لیمیتر و ادوات داخل محفظه خلاء تولید می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study of Damavand tokamak plasma impurities utilizing Visible Spectrometer

نویسندگان [English]

  • zahra gholami sarrak 1
  • mohammadreza abdi 2
  • Banafsheh pourshahab 3
  • Chapar Rasouli 4

1 faculty of physics, university of Isfahan

2 head of physics faculty, university of Isfahan

3 Director of Tokamak Lab.

4 school of plasma physics and nuclear fusion, nuclear science and technology research institute, AEOI

چکیده [English]

Plasma impurities are one of the loss factors of confined energy in tokamaks, so from this regard their study in order to maintain the stability of tokamak plasma and improve the confinement quality is essential. In this research, in order to study the impurities of Damavand tokamak plasma, a Monochromator along with a line scan CCD array in the assembly of a visible light spectrometer was used. The modified spectrometer system was calibrated by the characteristic wavelengths of a mercury-vapor lamp and was used in the normal plasma regime of Damavand tokamak to record and analyze the radiation in the wavelength range of 3000-7000A°. The finest instrumental resolution of the spectrometer was about 0.9A° at entrance slit width of 50μm, which was used for intensive hydrogen plasma radiation lines such as Hα and Hβ. To study the radiation from the impurities, due to their low intensity, the entrance slit width of 100 μm and the resolution of 1.8A° were selected. The results showed that the predominant impurities in Damavand tokamak plasma are oxygen, nitrogen and carbon, which are generally originated from air molecules trapped in the wall of the vacuum chamber and the plasma facing components, also iron impurities are produced as a result of hot plasma interaction with the limiter and other components inside the vacuum chamber.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damavand tokamak
  • Plasma
  • Impurity
  • Visible Spectrometer
  • Spectral Resolving Power