文档介绍：第三章,等离子体诊断
概述
静电探针和其它固体探针
磁探圈
电磁波散射
电磁波干涉和Faraday旋转测量
电磁波发射
粒子束测量
涨落测量
1,概述诊断的作用(对ITER而言)
保证安全运转和等离子体控制(电流、电压、位置、杂质水平、硬X射线等)
为维持先进等离子体控制而提供测量数据(MHD活动、参数轮廓、截面形状、旋转等)
对运行进行估价及物理研究而提供测量数据(各种不稳定性、参数轮廓、α粒子等)
ITER主要物理问题和对诊断的要求
堆尺度等离子体约束:等离子体参数和加热功率轮廓、杂质活动,边界区要求好的空间分辨
运转极限:参数轮廓、边缘扰动、旋转
破裂现象:参数轮廓、第一壁测量、逃逸电子,要求快的时间响应
偏滤器物理:粒子流、参数空间梯度
α粒子物理:约束α粒子轮廓、逃逸α粒子
点火区研究:各区域聚变功率、辐射功率
稳态燃烧研究:参数轮廓
分类方法
被探测物理量:Te,ne,Ti等
探测区域:核心区,边界区,固体表面
测量原理:电磁波散射,电磁辐射
测量技术:激光,微波,光谱,探针
主要物理量诊断方法
物理量
诊断方法:核心区
边界区
Te
激光散射,ECE,轫致辐射,发射光谱
静电探针
ne
微波干涉,远红外干涉,激光散射
静电探针
Ti
中性能谱仪,谱线展宽,中子产额
谱线展宽
q(r)
Faraday旋转,Zeeman效应
V(r)
Doppler位移
Mach探针
MHD活动
Mirnov探圈,软X射线层析,ECE成像
微观扰动
重离子束,波散射反射,ECE,发射光谱
磁探圈,逃逸电子扩散
静电探针
Ip,UL, △x,βp
各种磁探圈
如何选择诊断方法?
时间/空间分辨率
信噪比
定标
对物理过程的理解
技术难度
测量和数据处理
探测器
光电
隔离
模数
转换
CPU
测量室
数据分析:Abel变换
轴对称分布
Abel变换
实际情况:
非对称情形:弱的角度依赖性
层析(tomography)
用于软X射线,辐射测量.
基本方程
典型软X射线探测阵列和层析结果
最大熵方法
最大熵方法是一种处理不适定问题(数据不完全或包含噪声)的方法。这一方法是:在所有可能的解中,选择熵最大的一个。
图像反演
测量量待测量噪声
不管噪声
引进熵
如果不相信测量结果令熵最大,即所有fi 相等
如果很相信测量结果令χ=0,即
预期的不确定性
令χ2=N 最为合理,在此条件下令S 最大
一种方法是在N 维参数空间里,先置初始值完全相等,即熵S最大。
然后逐步迭代,向-▽χ2和▽S 方向走,最后达到χ2=N 。