Интенсивности штарковских компонент при Motional Stark Effect в токамаках



Скачать 25.03 Kb.
Дата08.05.2016
Размер25.03 Kb.

XXXII Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2005 г.

Интенсивности штарковских компонент при Motional Stark Effect в токамаках.

Л.А. Буреева*, В.С. Лисица**, L. Godbert-Mouret, M. Koubiti, Y. Marandet, J. Rosato, F. Rosmej, R. Stamm, P. Lotte, C. Fenzi, H. Capes


*Институт Спектроскопии Российской Академии Наук, Троицк, Россия

**РНЦ «Курчатовский институт»

University of Provence, Marseille, France

Недавние измерения спектров Motional Stark Effect (MSE) на токамаке ТОР-СУПРА обнаружили расхождения между экспериментальными и теоретическими интенсивностями, рассчитанными для равновесного распределения населенностей. Ниже представлена кинетическая модель, основанная на селективном возбуждении штарковских состояний в параболическом базисе, позволяющая объяснить указанные расхождения.

Motional Stark Effect является хорошо известной техникой измерений распределения магнитного поля в системах с магнитным удержанием, использующими пучки нейтралов. Поляриметрические измерения линейно поляризованных пи- и сигма- компонент были использованы на различных токамаках с целью измерить питч-угол магнитного поля и соответствующие профили тока. В то же время наблюдались различия между интенсивностями пи- и сигма- линий.

В экспериментах используются пучки нейтрального водорода (или дейтерия) с энергией 25-100 кэВ, инжектируемые в плазму. Нейтралы пучка возбуждаются вследствие столкновений с частицами основной плазмы в возбужденные состояния с последующим их высвечиванием, приводящим к излучению спектральной линии Бальмер-альфа, В замагниченной плазме наблюдаемый спектр Бальмер-альфа испытывает сильное штарковское расщепление в лоренцевом электрическом поле Е , возникающем в системе координат, связанной с атомом. Адекватное описание таких атомных состояний отвечает параболическим квантовым числам n1,n2,m, соответствующим водородному атому в электрическом поле в пренебрежении эффектами тонкой структуры.

Используя указанное параболическое представление, рассчитаны столкновительные скорости возбуждения водородных атомов из основного состояния n=1 в различные состояния верхнего уровня n=3, из которых происходит излучение компонент лини Бальмер-альфа. Модель приводит к выражениям для сечений, пропорциональным силам осцилляторов переходов между основным и возбужденными состояниями атома. Это означает, что скорости возбуждения пропорциональны интенсивностям штарковских переходов между основным состоянием n=1 и состояниями уровня n=3, которые обладают резкой селективностью по отношению к значениям параболических квантовых чисел. Например, скорости возбуждения несдвинутых (центральных) состояний (1,1,0) уровня n=3 оказываются точно равными нулю в отличие от сдвинутых компонент. Заселение этих последних происходит только путем либо каскадов с вышележащих уровней, либо столкновительного перемешивания внутри рассматриваемого уровня. Таким образом, наблюдаемые интенсивности определяются одним универсальным параметром: отношением скоростей столкновительного перемешивания к скорости радиационного распада. Этот параметер оказывается не слишком большим для типичных параметров плазмы в токамаке. Этим объясняется отличие наблюдакмых интенсивностей от стандартных, отвечающих равновесному заселению штарковских компонент линии Бальмер-альфа..

Рассчитанные интенсивности в рамках описанной кинетической модели позволяют добиться лучшего согласия с экспериментальными данными, полученными на ТОР-СУПРА.






База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница