研究目的
为了表征简单镜像轴对称阱中等离子体的X射线发射随磁场分布的变化情况,重点研究Bmin/BECR比值对X射线均匀性和温度的影响。
研究成果
X射线发射和光谱温度强烈依赖于磁场构型,尤其是Bmin/BECR比值。当该比值达到约0.75这一临界值时,会引发强烈的X射线发射,且轴向发射在此阈值以上变得更为显著。研究结果与其他电子回旋共振源的观测结果一致,表明突破这一临界比值可能导致等离子体不稳定性,这意味着需要对离子源设计进行优化。
研究不足
实验是在低功率条件下进行的,且未形成封闭的ECR表面,这可能限制了研究结果向更高功率或不同构型的推广性。该研究聚焦于特定的磁场比和频率,需进一步测量才能全面表征不稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本实验旨在利用轴向和径向的Si-Pin与HpGe探测器表征等离子体X射线发射。理论模型包括从X射线能谱中拟合光谱温度。
2:样品选择与数据来源:
等离子体由INFN-LNS实验室的柔性等离子体阱(FPT)产生,使用压力约8e-5毫巴的氩气。
3:实验设备与材料清单:
FPT等离子体阱、Si-Pin探测器(XR-100CR,AMPTEK)、HpGe探测器、罗德与施瓦茨微波发生器、行波管放大器、WRD350波导、铅准直器、CCD相机。
4:实验步骤与操作流程:
通过调节线圈电流设置磁场分布;以80瓦功率注入4.13或6.83吉赫兹微波;用探测器测量X射线;对数据进行效率校正;拟合能谱计算光谱温度。
5:13或83吉赫兹微波;用探测器测量X射线;对数据进行效率校正;拟合能谱计算光谱温度。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:对原始数据进行探测器效率校正;通过对X射线能谱半对数图拟合直线确定光谱温度;比较轴向与径向测量结果。
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Si-Pin detector
XR-100CR
AMPTEK
Monitoring X-rays generated by electrons from a few keV to several tens of keV in axial and radial directions.
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HyperPure Germanium detector
HpGe
Monitoring X-rays generated by high energy electrons in axial direction.
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Microwave generator
Rohde & Schwarz
Generating microwave signals for plasma heating.
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TWT amplifier
Amplifying microwave signals.
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Waveguide
WRD350
Transmitting microwave signals to the plasma trap.
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CCD camera
Acquiring pictures in the visible domain of plasma configurations.
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