Диагностика плазмы токамака-реактора презентация

Особенности диагностики ИТЭР
3. Классификация диагностик
4. Инженерные проблемы диагностики ИТЭР (интеграция диагностик)

n° (14,06 МэВ)
Критерий Лоусона: ne τΕ ~ 1014 см-3с
Температура T > 15 кэВ
Токамак - магнитное удержание плазмы

- 6.2;
a (м) - 2.0
Ток плазмы (MA) - 15
Объем плазмы (м3) - 815
Bо , (T ) - 5.3
Время горения, (с) > 400
DT Мощность, (МВт) - 500
/ (кэВ) - 8.8/8.0
ne (1020 м-3) - 1.13
Zeff - 1.69

Diagnostic scope

управления и защиты (температура стенки, поток нейтронов и т.п.)

ii) детального управления режимом (форма и положение плазмы, ток и плотность плазмы и т.д.)

iii) изучения физики плазмы и термоядерного горения

Полное число измеряемых параметров: более 60

Выработаны требования к измерениям:

- динамический диапазон
- точность измерений
- временное и пространственное разрешение

Необходимое число диагностик: более 40

компонент (детекторы, изоляторы, проводники)
Радиационный нагрев
Требуется защита элементов диагностик и применение радиационно стойких материалов
2. Трудность доступа датчиков к плазме и персонала к датчикам
Дистанционное управление и замена

3. Повышенная температура (прогрев камеры до 240°С)


4. Наличие трития и пыли
Двойной вакуумный барьер и меры радиационной безопасности

5. Большая длительность разряда (до 1000 с)
дрейф электронных компонент
большие флюенсы нейтронов – активация и трансмутация
Основное требование - надежность, надежность и еще раз надежность !!!

методов, базирующихся на современных знаниях во всех областях физики и последних достижениях технологии

Семь групп диагностик:
Магнитные измерения
Нейтронные измерения
Оптические диагностики
Спектроскопические диагностики
Микроволновые диагностики
Болометрические измерения
Контроль состояния внутрикамерных элементов

камера (ВНК)
Рефлектометрия плазмы со стороны сильного магнитного поля
Активная спектроскопия плазмы
Томсоновское рассеяние в диверторе
Нейтронный монитор в диверторе
Гамма-спектрометр в составе ВНК
Лазерно-индуцированная флуоресценция

диагностических систем приняты. На первое место выходят инженерные проблемы и интеграция диагностик в диагностических портах.

опасных факторов (гамма и нейтронное излучение (нагрев, активация и др.), эрозия и пыль, электромагнитные силы, срывы, сейсмика) вызывает необходимость моделирования этих процессов и тестов критических элементов в условиях приближенных к ИТЭР

Интеграция диагностик в порте

plug
✔ EM Stresses for Equatorial Port Plug
? Non-Cantilevered Handling
? Supported In-Situ
? Port Plug Attachment/Seal Geometry
≈ BSM Design
≈ BSM Attachment Arrangement
≈ Value of Improved Shielding
? Port Plug Variants – Diag Access
≈ Design RH Welded Water Connection

New subjects for analysis

≈ Thermo-hydraulic evaluation
≈ Far Forward Module Extension
? Electrically Heated Flange Plate
? Handling of drawers and tubes.
✔ BSM Coolant Feed - Independent of Port Plug Structure
≈ Hydraulic Design - Draining and drying analysis
? Documentation
≈ Neutronic Analysis
? Procurement Strategy

интеграция диагностик
интеграция с системами патрубка
инженерный анализ конструкции
и расчеты

Т=42 часа

Cell
structure

Port Cell
Cubicles

Q0 ISS/PCSS Example in Port 11

(нейтронные, прочностные …)

H-Alpha:
3 канала в Eq#11
1 канал в Eq#12
и один канал в Up#2

3 канала H-Alpha в Eq#11

shutter, cleaning.
Stray light analysis

Specific issues:
Neutron Shielding
integration in divertor.

Spectral Analytical Equipment
Filter polychromator 5-200 eV
Grating polychromator 1-200 eV


Laser system 1064nm, 2J, 50Hz, 3ns

First mirror
Plasma Cleaning
Gas Puffing
Shutter

первое место выходит проблема конструирования и интеграции диагностик в портах Это требует проведения комплексных расчетов (нейтронные, термические, электромагнитных сил и др.) параллельно с разработкой конструкторской документации Продолжается работа по созданию макетов и их апробации на стендах и действующих установках