Zastosowanie spektroskopii krystalicznej do obrazowania rentgenowskiego jako diagnostyki plazmy wysokotemperaturowej

Podsumowanie

Widma rentgenowskie dostarczają wielu informacji na temat plazmy o wysokiej temperaturze. Niniejszy manuskrypt przedstawia działanie spektrometru rentgenowskiego o wysokiej rozdzielczości falowej, obrazującego przestrzennie, służącego do oglądania jonów wodoropodobnych i helopodobnych pierwiastków o średniej liczbie atomowej w plazmie tokamakowej.

Streszczenie

Widma rentgenowskie dostarczają wielu informacji o plazmach o wysokiej temperaturze; na przykład temperaturę i gęstość elektronów można wywnioskować ze stosunków intensywności linii. Korzystając ze spektrometru Johanna obserwującego plazmę, możliwe jest skonstruowanie profili parametrów plazmy, takich jak gęstość, temperatura i prędkość z dobrą rozdzielczością przestrzenną i czasową. Jednak porównawcze modelowanie kodu atomowego widm rentgenowskich uzyskanych z dobrze zdiagnozowanej plazmy laboratoryjnej jest ważne dla uzasadnienia wykorzystania takich widm do określenia parametrów plazmy, gdy inne niezależne diagnostyki nie są dostępne. Niniejszy manuskrypt przedstawia działanie spektrometru High Resolution X-ray Crystal Imaging Spectrometer with Spatial Resolution (HIREXSR), spektrometru rentgenowskiego do obrazowania przestrzennego o wysokiej rozdzielczości długości fali, używanego do oglądania jonów wodorowych i helopodobnych pierwiastków o średniej liczbie atomowej w plazmie tokamaka. Ponadto, manuskrypt ten omawia system laserowego wydmuchiwania, który może wprowadzać takie jony do plazmy z precyzyjnym czasem, aby umożliwić perturbacyjne badania transportu w plazmie.

Wprowadzenie

Widma rentgenowskie dostarczają bogatej ilości informacji o plazmach wysokotemperaturowych; na przykład temperaturę i gęstość elektronów można wywnioskować ze stosunków intensywności linii. Dzięki zastosowaniu spektrometru Johann’a obserwującego plazmę poza osią, możliwe jest konstruowanie profili parametrów plazmy, takich jak gęstość, temperatura i prędkość wewnątrz plazmy, z dobrą rozdzielczością przestrzenną i czasową^1,2. Niniejszy artykuł przedstawia działanie spektrometru obrazującego rentgenowskiego z wysoką rozdzielczością kryształową i rozdzielczością przestrzenną (HIREXSR), będącego spektrometrem rentgenowskim z wysoką rozdzielczością długości fali....

Protokół

1. Wybór odpowiednich linii spektralnych

1. Dobierz odpowiednie linie emisyjne, które będą decydować o jakości uzyskiwanych danych. Rysunek 8 pokazuje, które linie emisji gazów szlachetnych będą istotne przy różnych wartościach dla temperatury elektronów.
   1. Należy zauważyć, że stan jonizacji i stosunki liniowe są określane przez konkurencję jonizacji, wzbudzenie kolizyjne, rekombinację radiacyjną i rekombinację dielektryczną. Procesy te mogą się różnić w zależności od temperatury i gęstości plazmy. Na rysunku 9 przedstawiono przykład tej odmiany.
2. Zapoznaj się z innymi opublikowanymi pracami, ....

Wyniki

Reprezentatywna próbka danych z detektora pikselowego dla jednego przedziału czasowego dla widma argonu helopodobnego została przedstawiona na Rysunku 17. Linie widmowe, wygięte w kształt elipsy przez kryształ sferyczny, są wyraźnie widoczne. Górny detektor posiada uszkodzony panel detekcyjny, a w obrębie wszystkich detektorów rozproszonych jest kilka martwych pikseli. Dane z uszkodzonego panelu detektora należy zignorować. Przekroje z detektora przedstawiające zmierzone .......

Dyskusja

Dane wygenerowane za pomocą tej techniki mogą być wykorzystane w wielu różnych badaniach eksperymentalnych. Profile temperatury i prędkości jonów toroidalnych mogą być wykorzystywane w szerokim zakresie badań transportu, w tym w samoistnej rotacji plazmy generowanej przez siebie i nielokalnych efektach perturbacyjnych. Pomiar widm wstrzykiwanych zanieczyszczeń za pomocą przedmuchu laserowego może również dostarczyć ważnych informacji na temat transportu zanieczyszczeń w osoczu, jak to miało miejsce w przypadku Howarda

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
System detektorów PILATUS 100k	DECTRIS	100k	Zastąpiony przez nowsze detektory PILATUS3
Kryształy Bragga	Kurchaov Institute	Część niestandardowa
CaF2 Slajdy	LeBow	Część niestandardowa
Argon o wysokiej czystości		Airgas AR HP300	Każdy argon o wysokiej czystości powinien działać
Bądź oknem	Szczotka Wellman Produkty elektrooporowe / Motion Hightech	Część

niestandardowa