HL-2A 装置可见光诊断方法初探

等离子体H_α 径向分布的测量是等离子体实验中的重要内容。在HL- 2A 实验中, 等离子体成像系统中的CCD 图片记录了等离子体辐射信息, 特别是H_α  线辐射信息( 在相机前加H_α 滤光片) 。因为光测量是辐射的线积分, 数据的处理和分析显得十分必要的。利用等离子体可见光成像系统, 采用Abel 变换, 得到H_α  在HL- 2A 装置中的径向分布, 提供了一项可靠的测量手段。     

HL-2A装置等离子体可见光成像系统

在HL-2A装置上研制了等离子体可见光成像系统,用于孔栏、偏滤器位形放电的诊断。该成像系统由彩色摄像机、观察窗和转向镜、广角收集和准直透镜组、采集卡和计算机组成。本文描述了系统的布局和各部件参数的匹配,报道了观测到的实验结果。等离子体成像系统能监视放电的整个过程,实时显示可见光辐射图形,特别在识别孔栏与偏滤器位形放电的诊断中发挥了重要作用,成为HL-2A装置放电的重要诊断手段。     

HL-2A托卡马克送气成像研究

送气成像(gas puff imaging，GPI)是一种重要的研究边缘辐射诊断手段.分析了送气(gas puffing，GP)的原子分子过程，指出气体辐射的主要成分是Hα线，出现在边缘区域，并给出其强度和位置的表达式.介绍HL-2A托卡马克上GPI成像系统的改进和实验布置.从成像的角度获得了GP实验中氢气在等离子体空间的辐射图形，观察结果证实上述分析.在放电开始阶段，氢原子可以穿越待建立的完全等离子体区并形成长条形的辐射亮区.一般的GP加料中，CCD图片与控制信号，以及其他诊断结果相符合.在等离子体边缘区域强场侧(HFS)和弱场侧(LFS)都观察到很强的Hα线辐射. 关键词： 送气 CCD成像 Hα线     

等离子体建立送气的摄像观察

补充送气（GP）一方面是高密度放电的一种加料方式，另一方面也为等离子体产生提供初始气体。HL-2A装置放电依靠欧姆变压器击穿，尚无其他加速放电的预电离措施。     

超声分子束的Hα线辐射模型

近年来在理论上建立了静电双极层屏蔽模型、简单集合模型和最佳化数值模型，计算了不同等离子体密度剖面下超声分子束（SMB）的穿透长度λ和粒子数沉积。由于分子束中分子密度远高于周围等离子体密度，沿托卡马克内的磁力线进入分子束的电子因碰撞失去部分能量和动量，引起分子束区域的电子堆积。这种双极层截取了入射热电子通量的1／7，从而使分子束的λ增加了7倍。     

HL-2A装置的送气成像

送气成像（GPI，gas puffimaging）是国际托卡马克物理活动（ITPA，international tokamak physics activity）的主要诊断之一，已列入ITPA国际诊断数据库（IDD，international diagnostics database），这项工作涉及许多研究内容。它也是研究边缘辐射的手段之一。     

用CCD相机拍摄SMB在等离子体中Hα线辐射图像

目前托卡马克有四种加料方式，分别是：（1）弹丸注入；（2）补充送气；（3）中性束注入和（4）超声分子束（SMB）注入。其中，第4种方法是核西物院率先提出的。