Автореферат (Система допплеровской рефлектометрии для стелларатора в условиях высокой мощности ЭЦР нагрева), страница 2

А.М. Прохорова РАН, и могут быть использованы вдругих радиофизических установках с мощными электромагнитнымипомехами в диапазоне частот 70-80 ГГц.По результатам диссертации были получены два акта о внедрении:1. Полосно-заграждающий СВЧ фильтр на основе резонатора ФабриПеро из слюдяных пластин для работы диагностики допплеровскойрефлектометрии в условиях электронно-циклотронного нагрева плазмы начастоте 75 ГГц на стеллараторе Л-2М;2. Комплекс допплеровской рефлектометрии для измеренияполоидальной скорости вращения плазмы и исследования низкочастотнойплазменной турбулентности на стеллараторе Л-2М в условиях электронноциклотронного нагрева плазмы.Положения, выносимые на защиту:1.

Создан компактный полосозаграждающий технологичный СВЧфильтр на основе резонатора Фабри-Перо из слюды с ослаблением 20 дБ начастоте 75 ГГц и не более 2 дБ в диапазоне 30 – 40 ГГц, модельныехарактеристики которого были подтверждены натурным экспериментом.2. Разработана методика позволяющая создавать полосозаграждающие СВЧ фильтры на основе резонаторов Фабри – Перо, сиспользованиемслюдяныхпластин,сзаданнымичастотнымихарактеристиками для системы допплеровской рефлектометрии и другихрадиофизических диагностик.3.

Созданная система допплеровской рефлектометрии длястелларатора, может использоваться для радиофизического исследованияхарактеристик турбулентной плазмы в стеллараторе при еѐ дистанционномзондировании радиоволнами в условиях мощности ЭЦР нагрева до 1 МВт вимпульсном режиме с длительностью импульса 10 - 12 мс и удельнымэнерговкладом до 4 МВт/м3.4. С помощью дистанционного зондирования радиоволнамиобнаружено существование в условиях высокой мощности ЭЦР нагрева6ионно-температурнойиэлектронно-температурнойнеустойчивости в краевой плазме стелларатора.градиентнойЛичный вклад автораВсе представляемые в диссертации результаты получены либо личноавтором, либо под его непосредственным руководством.

Автор участвовал вразработке и создании радиофизической диагностики допплеровскойрефлектометриимикроволновогодиапазонадляисследованиятурбулентности плазмы на стеллараторе Л-2М в условиях электронноциклотронногорезонансногонагреваплазмымощностьюдо1 МВт в импульсном режиме. Проводил настройку антенной системы исистемы фильтрации диагностики, а также системы сбора и обработкиданных.Автор участвовал в экспериментах с омическим и электронноциклотронным нагревом плазмы на стеллараторе Л-2М, а так же вэкспериментах на токамаке ТУМАН-3М по исследованию геодезическойакустической моды при смене рабочего газа с дейтерия на водород.Принимал участие в анализе полученных результатов.

Готовил публикациипо теме исследования.Достоверность полученных результатов подтверждена сравнениемрезультатовчисленногомоделированияэлементовсистемысэкспериментально полученными на микроволновом стенде параметрами, атакже проверкой соответствия настроек системы на стеллараторе Л-2М спомощью апробированных программных методик анализа системыдопплеровской рефлектометрии токамака ТУМАН-3М. Достоверностьизмеренных спектров турбулентности подтверждается сравнением сизмерениями иными диагностиками (магнитными и ленгмюровскимизондами, диагностиками рассеяния излучения гиротрона).Достоверность подтверждается практическим внедрением ипубликациями результатов диссертационной работы в рецензируемыхжурналах.Публикации.

По теме диссертации опубликовано 16 научных работ,из них 4 статьи в журналах рекомендованных ВАК, 3 из которых в журналахиндексируемых в международной базе цитирования Scopus и 12 публикацийв научно-технических сборниках и трудах международных и российскихконференций.Диссертация состоит из: введения, четырѐх глав, заключения, спискаиспользуемых источников и приложения. Общий объѐм 127 страниц, в томчисле 74 рисунка и 21 таблица.

Список литературы содержит 80 печатныхработ.7Апробация работы: Основные результаты работы докладывались наследующихмеждународныхироссийскихнаучно-техническихконференциях: Конференция «Современные средства диагностики плазмы и ихприменение» Москва НИЯУ МИФИ 5-7 ноября 2014г.; XLII Международная (Звенигородской) конференция по физикеплазмы и управляемому термоядерному синтезу в 2015г; II Международная научно-практическая конференция Актуальныепроблемыиперспективыразвитиярадиотехническихиинфокоммуникационных систем «РАДИОИНФОКОМ-2015», Москва,МГТУ МИРЭА, 14-18 апреля 2015 года; Конференция-школа ИОФ РАН «Актуальные проблемы физики итехнологий», Москва, 18-22 мая 2015 года, Международнаямолодѐжнаяконференция«ФизикА.СПб»26-29 октября 2015 г.

Санкт-Петербург ФТИ им. А.Ф.Иоффе; XLIII Международная (Звенигородская) конференция по физикеплазмы и управляемому термоядерному синтезу 8-12 февраля2016 г.; V Международная молодѐжная научная школа-конференция«Современные проблемы Физики и технологии» Москва НИЯУ МИФИ18-23 апреля 2016 г.; 22 Конференция-школа ИОФ РАН «Актуальные проблемы физики итехнологий», Москва, ИОФ РАН, 16-20 мая 2016 года; 43-ей Международная европейская физическая конференция по физикеплазмы «43rd European Physical Society Conference on Plasma Physics inLeuven» в г.Левен, Бельгия 2016 г.; X конференция «Современные средства диагностики плазмы и ихприменение», Москва, НИЯУ «МИФИ», 14-16 ноября 2016г.; XVIIIМеждународнаянаучно-практическаяконференция«Современные тенденции развития науки и технологий», г.

Белгород,30 сентября 2016 г. XLIV Международная (Звенигородская) конференция по физикеплазмы и управляемому термоядерному синтезу, 13-17 февраля 2017 г.; 23 Конференция-школа ИОФ РАН «Актуальные проблемы физики итехнологий» 17 - 21 апреля 2017 г., Москва, Институт общей физикиим. А.М. Прохорова РАН.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обосновывается актуальность темы диссертации,сформулированы цели исследования, отмечена прикладная и научнаяценность полученных результатов, также кратко излагается содержаниеэкспериментов по магнитному удержанию плазмы.8В первой главе представлен обзор методов и основные результатыэкспериментов СВЧ диагностики плазмы (допплеровской рефлектометрии)на различных тороидальных установках магнитного удержания плазмы(ИТЭР, Т-10, TJ-II, ASDEX, TEXTOR, ФТ-2, ТУМАН-3М).

Проведѐн анализразличных типов рефлектометров, сформулированы основные задачиисследования.Вторая глава посвящена описанию установки стелларатор Л-2М,гиротронного комплекса МИГ-3, описанию методов и диагностик дляисследования плазмы, в том числе турбулентности плазмы.Экспериментальная установка стелларатор Л-2М – являетсядвухзаходным стелларатором с двумя основными методами накачки энергиив плазму – омическим нагревом и ЭЦР-нагревом.

Установка расположена вИнституте общей физики им А.М. Прохорова РАН г. Москва.Комплекс для нагрева плазмы МИГ-3 внедрен в 2013г. Состоит из двухгиротронов, мощностью 700 кВт и 800 кВт с частотой около 75 ГГц. Кнастоящему времени мощность вводимого ЭЦР излучения в стелларатор вимпульсе может достигать 1 МВт, а удельная мощность 4 МВт/м3.В главе описываются прикладные особенности, с которыми сопряженадопплеровская рефлектометрия в условиях больших энерговкладов(до 4 МВт/м3) греющего плазму гиротронного излучения частотой 75 ГГц настеллараторе Л-2М, связанные со сложностью его магнитных поверхностей,и не полным поглощением греющего излучения в плазме.Третья глава описывает аппаратную часть работы. В ней представленапринципиальная схема системы допплеровской рефлектометрии (рис.1) иописание разработанных систем.

Первая часть третьей главы посвященаразработке нового алгоритма для создания системы допплеровскойрефлектометрии для стабильной работы в условиях удельных энерговкладовэлектромагнитного излучения в объѐм камеры до 4 МВт/м3. В частности,обосновывается необходимость создания нескольких модификацийлабораторных стендов, которые необходимы для отладки как отдельныхузлов ДР, так и для настройки всей системы перед установкой настелларатор.В разделе 3.1 этой главы приведѐн расчѐт и схема волноводного трактасистемы допплеровской рефлектометрии и его элементов, в разделе 3.2представлено описание антенной системы и системы фильтров, а такжесобранного для создания линзовой системы лабораторного стенда (рис.2).Для определения разрешающей способности доплеровского рефлектометрабыл применѐн метод расчета весовой функции.