امکان‌سنجی توسعه تداخل‌سنج میکروموج وتر-مرکزی توکامک الوند به یک سامانه چند-کاناله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی، پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

2 پژوهشگاه علوم وفنون هسته ای سازمان انرژی اتمی ایران، پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای

3 دانشکده فیزیک دانشگاه اصفهان

چکیده
تداخل‌سنج‌های میکروموج ازجمله مهمترین ابزارهای تشخیصی در اندازه‌گیری چگالی الکترونی پلاسمای توکامک هستند. با این وجود، تداخل‌سنج‌های تک-‌کاناله تنها متوسط خطی چگالی پلاسما را در راستای وتر مرکزی سطح مقطع توکامک اندازه‌گیری می‌کند و اطلاعات دقیقی از توزیع فضایی چگالی ارائه نمی‌دهد. تداخل‌سنج‌های چندکاناله میکروموج امکان اندازه‌گیری پروفایل شعاعی و توزیع فضایی چگالی پلاسمای توکامک را فراهم می‌کنند. این اطلاعات برای مطالعه ناپایداری‌های مغناطیسی، بهینه‌سازی انتقال انرژی و کنترل پلاسما ضروری است. در حال حاضر، تداخل‌سنج موجود در توکامک الوند تک‌کاناله است و تنها متوسط خطی چگالی پلاسما را در امتداد وتر مرکزی اندازه‌گیری می‌کند. این محدودیت سبب کاهش دقت و جامعیت اطلاعات پلاسمایی می‌شود. هدف اصلی این مقاله، طراحی اولیه یک سامانه تداخل‌سنج چندکاناله برای توکامک الوند است که بتواند پروفایل شعاعی و توزیع فضایی چگالی الکترونی را اندازه‌گیری کند. این سامانه بر مبنای پنج کانال متقارن جهت ارسال و دریافت پرتو میکروموج در راستای شعاع اصلی و وترهای فرعی توکامک الوند طراحی شده است تا اطلاعات جامع‌تری از ساختار فضایی پلاسما ارائه دهد. جهت انتقال موثر پرتو موج با اتلاف کمتر، استفاده از موجبرهای باریک-شده با ابعاد بزرگ‌تر پیشنهاد شد. الزامات محدودیت‌های مکانی نصب تجهیزات ارسال و دریافت موج در اطراف محفظه خلا، الزانات اندازه‌گیری و کالیبراسیون تداخل‌سنج چند-کاناله پیشنهادی نیز مورد بررسی قرار گرفت. ارتقای سامانه تداخل‌سنج میکروموج توکامک الوند بر مبنای طرح پیشنهادی می‌تواند بهبود قابل ‌توجهی در جهت تکمیل سیستم‌های تشخیصی از راه دور فعال توکامک الوند ایجاد کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Feasibility study of developing central-chord microwave interferometer of Alvand Tokamak to a multi-channel system

نویسندگان English

ehsanollah noori 1
mir mohammad reza seyedhabashi 2
Pouyan Samadifard 3
1 Faculty member, Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute
2 Plasma Physics and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), Atomic Energy Organisation of Iran (AEOI), P.O. Box: 14399-51113, Tehran, Iran
3 Physics Department, University of Isfahan
چکیده English

Microwave interferometers are among the most important diagnostic tools in measuring the electron density of tokamak plasma. However, single-channel interferometers only measure the linear average of the plasma density along the central chord of the tokamak cross-section and do not provide accurate information on the spatial distribution of the density. Multi-channel microwave interferometers allow for the measurement of the radial profile and spatial distribution of the tokamak plasma density. This information is essential for studying magnetic instabilities, optimizing energy transfer, and controlling the plasma. Currently, the interferometer in the Alvand tokamak is single-channel and only measures the linear average of the plasma density along the central chord. This limitation reduces the accuracy and comprehensiveness of the plasma data. The main objective of this paper is to design a multichannel interferometer system for the Alvand tokamak that can measure the radial profile and spatial distribution of electron density. This system is designed based on five symmetrical channels for transmitting and receiving microwave beams along the main radius and sub-chords of the Alvand tokamak to provide more comprehensive information on the spatial structure of the plasma. For efficient beam transmission with less loss, the use of tapered waveguides with larger dimensions was proposed. The requirements of spatial constraints for installing wave transmitting and receiving equipment around the vacuum chamber, measurement and calibration requirements of the proposed multi-channel interferometer were also examined. The proposed design will provide a significant improvement towards completing the active remote diagnostic systems of the Alvand Tokamak.

کلیدواژه‌ها English

Electron plasma density
Multi-channel microwave interferometer
Alvand tokamak
Spatial distribution of plasma density

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 تیر 1404