Данная работа посвящена моделированию истечения гелия в вакуум методом Монте-Карло для диагностики параметров периферийной плазмы с помощью методов гелиевой спектроскопии. Целью работы является нахождение профилей плотности и потока гелия при прохождении системы диафрагм, формирующих струю. Оценки числа Кнудсена показали, что при истечении гелия в вакуумную камеру токамака реализуется газодинамический режим разлета, поэтому для моделирования динамики газа был выбран метод Монте-Карло. Был разработан код, который позволял просчитывать движение газа в соответствии с алгоритмом симуляции движения частиц в двумерной расчетной области, соответствующий геометрии источника струи и вакуумной камеры. Это позволило получить профили плотности струи и значение потока для различных геометрий источника. Для диагностических целей требуется малый разлет струи (<200) при достаточно большом потоке (2,2e19 ат/c). Учитывая эти требования, была выбрана оптимальная геометрия источника. Также, на основе полученных результатов была спроектирована 3D модель источника. Источник должен представлять собой сопло диаметром 1 мм с двумя диафрагмами диаметром 1 мм, расположенными на расстоянии 20 мм друг о друга.

This work is devoted to modeling the outflow of helium into a vacuum using the Monte Carlo method for diagnosing the parameters of peripheral plasma using helium spectroscopy methods. The goal of the work is to find the density and flux profiles of helium when passing through a system of diaphragms that form the jet. Estimates of the Knudsen number showed that when helium flows into the vacuum chamber of a tokamak, a gas-dynamic expansion mode is realized, so the Monte Carlo method was chosen to simulate gas dynamics. A code was developed that made it possible to calculate the movement of gas in accordance with an algorithm for simulating the movement of particles in a two-dimensional computational domain, corresponding to the geometry of the jet source and vacuum chamber. This made it possible to obtain jet density profiles and flux values for different source geometries. For diagnostic purposes, a small jet spread (<200) with a sufficiently large flow (2,2e19 at/s) is required. Taking these requirements into account, the optimal source geometry was selected. Also, based on the results obtained, a 3D model of the source was designed. The source should be a 1 mm diameter nozzle with two 1 mm diameter diaphragms located at a distance of 20 mm from each other.