ECEI诊断系统上轮实验情况及本轮实验提案课件.ppt

1、ECEI诊断系统上轮实验诊断系统上轮实验情况及本轮实验提案情况及本轮实验提案王俊，徐小园，俞昌旋，闻一之中国科学技术大学电子回旋辐射电子回旋辐射(ECE)原理原理232()()8eBTIIcl带电粒子在洛仑兹力的作用下作回旋运动l电子回旋共振层辐射出电磁波ln=nce,lce(R)B 1/Rl光学厚的情况下，辐射正比于电子温度BRResonance LayerMajor RadiusnceECE FrequencyPlasmaAntenna1/RBfLOMixerBand Pass FilterVideo DetectionLOPower DividerIF Aplifier一维一维ECER诊

2、断诊断l电子回旋辐射强度正比于电子温度l采用单个天线沿主半径方向接收辐射l由于磁场的1/R依赖关系，频率与径向位置是一一对应的。通过分频产生多个通道获得电子温度分布l一维，空间分辨率有限，垂直方向上d=2-5cmTaylor et al.,Rev.Sci.Instrum.56,928(1985)ECEI诊断原理 采用低成本的垂直排列的微带天线/混频阵列 在会聚处测量，提高空间分辨 二维测量，能同时对极向和径向进行相关测量Focal Plane of ECE ImagingZB 1/RImaging ArrayImaging OpticsCLR1995年，B.H.Deng和N.C.Luhmann

3、等人发展了ECEI诊断技术，成功地把横向分辨率提高到了1cm，并将其应用到了TEXT-U和RTP上 TEXTOR-94上用上用ECEI获获得的得的电电子温度剖面子温度剖面R=1.75m,a=0.46m,B2.9T,N1.5x1013cm-3TEXT-U上磁岛结构G.Cima,etc,Plasma Phys.Control.Fusion,40,1149(1998)反转半径是8cm，图像对应宽度20cm，0.2ms扫描一次 Cross power spectral density(a)and statistical dispersion relation(b)measured at r/a=0.6

4、1(200 kA,21019 m-3).Consistent with drift wave theory W.Horton,Jr.,Phys.Fluids 19,711(1976)and previous FIR scattering measurements D.L.Brower,Nucl.Fusion,27,2055(1987);Phys.Fluids B4,381(1992).10-1010-910-810-7050100150200statistical noise level(a)/2(kHz)T eT e00.81.62.43.2050100150200k(cm-1)(b)Er=

5、-4.7 kV/mEr=0/2(kHz)TEXT-U上的上的Te涨落的功率谱和统计色散关系涨落的功率谱和统计色散关系B.H.Deng,et al.,Phys.Plasmas 5,4117(1998)Two modes are distinguished from the measured cross power spectral density and cross phases between two vertically separated channels.The error bars denote the standard deviation over multiple realizat

6、ions.The average of the cross correlation function has been subtracted.10-1110-1010-910-810-7-0.500.511.522.533.5050100150200250Cross Power Spectral Densitykz(cm-1)Frequency(kHz)RTP上上Te涨涨落的功率落的功率谱谱密度和密度和统计统计色散关系色散关系HT-7 ECEI系统参数系统参数l接收频率97.5GHz,100-112GHzlIF Bandwidth:25297MHz DBSlVideo Bandwidth:1M

7、Hzl垂直16道，道间距约11mm-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81050100150200250r/af(GHz)ECE Frequency Range(Bt=1.95T,Te=1KeV,ne0=3e+013cm-3)3rd 2nd fR fUH 1st fP fL 频谱范围频谱范围光学厚的计算光学厚的计算M.Bornatici,Plasma Physics,Vol.24,No.6,629(1982).R0=122cm，a=27cm，B0=1.95T，ne0=3.0 x1013cm-3时，诊断区域为-0.68r/a0.73，即-18.3cmr19.6cm上轮春季

8、实验上轮春季实验(2005.5)情况情况l通过相对定标,及与SDD对比进行的绝对定标.初步获得了电子温度剖面随时间演化的图像l对于局域电子温度涨落的测量由于技术上的一些问题,仅在一道上得到了l中平面附近两道之间的互功率谱中,初步看到了在100kHz左右存在一个宽谱的涨落ECEI系统的诊断位置系统的诊断位置根据锯齿信号的分布可以初步判断系根据锯齿信号的分布可以初步判断系统已经对准了统已经对准了HT-7的等离子体中心的等离子体中心系统的相对定标系统的相对定标系统根据软系统根据软X射线能谱进行的绝对射线能谱进行的绝对定标定标Shot#78911 r=8.0cm有问题的自相关局域电子温度涨落的测量有问

9、题的自相关局域电子温度涨落的测量正确的自相关局域电子温度涨落的测正确的自相关局域电子温度涨落的测量量两道间的径向分离分别为0.08cm低频MHD涨落(4cm的距离。97.5GHzECEI接收系统径向诊断位置接收系统径向诊断位置测量约束区域的测量约束区域的Te及其涨落的二及其涨落的二维分布维分布在平稳欧姆放电的情况下，Ip150kA，ne2x1013cm-3，进行磁场扫描:BT=1.88,1.90,1.92,1.94,1.96,1.98,2.00T,对于纵场电流：4042,4085,4128,4171,4214,4214,4257对应于径向位置r=9.6,11.0,12.4,13.8,15.2,16.6,18.0cm对应于d=635(11.0),630(13.6),625(16.3)即从r/a0.35扫到0.65在磁场扫描过程中，灵敏度出现了变在磁场扫描过程中，灵敏度出现了变化化