Details

Предмет — пространственное распределение эффективного заряда плазмы в токамаке Глобус-М2 в ближнем инфракрасном диапазоне. Цель — разработка программного комплекса для расчёта временной эволюции пространственного распределения эффективного заряда плазмы из тормозного излучения с использованием профилей электронной концентрации и температуры из диагностики томсоновского рассеяния. Методология включает анализ механизмов излучения плазмы, принципов томсоновского рассеяния и методов определения эффективного заряда. Экспериментальная часть выполнена на данных разряда 44434 с использованием библиотек Cherab и Raysect. Результаты: разработан программный комплекс для расчёта спектральной мощности тормозного излучения; проведено сравнение расчётных данных с экспериментальными в видимом (630–640~нм) и ИК (1019–1040~нм) диапазонах; установлена непригодность ближнего ИК-диапазона из-за превышения фона над тормозным излучением. Область применения результатов — диагностика плазмы в термоядерных установках токамачного типа, анализ радиационных потерь и загрязнения плазмы примесями, оптимизация режимов удержания плазмы. Выводы: разработанный метод позволяет оценивать пространственное распределение эффективного заряда плазмы; ближний ИК-диапазон не пригоден для получения информации об эффективном заряде, так как требует учёта излучения от нагретых стенок.

The research subject is the spatial distribution of the effective plasma charge in the Globus-M2 tokamak in near-infrared range. Goal - development of a software package for calculating the temporal evolution of the spatial distribution of the effective plasma charge from bremsstrahlung using electron density and temperature profiles from Thomson scattering diagnostics. Methodology includes analysis of plasma radiation mechanisms, principles of Thomson scattering and methods for determining the effective charge. The experimental part was performed using discharge 44434 data with Cherab and Raysect libraries. Results: a software package for calculating bremsstrahlung spectral power was developed; calculated data were compared with experimental in the visible (630–640~nm) and IR (1019–1040~nm) ranges; the near-IR range was found unsuitable due to background radiation exceeding bremsstrahlung. The application area of the results is plasma diagnostics in tokamak-type thermonuclear facilities, analysis of radiation losses and plasma impurity contamination, optimization of plasma confinement regimes. Conclusions: the developed method allows estimating the spatial distribution of the effective plasma charge; the near-infrared range is not suitable for obtaining information about the effective charge, as it requires accounting for radiation from heated walls.