Toroidális módusszám-meghatározás során jelentkező szisztematikus hibák vizsgálata az ASDEX Upgrade tokamakon
Toroidális módusszám-meghatározás során jelentkező szisztematikus hibák vizsgálata az ASDEX Upgrade tokamakon
Pölöskei Péter Zsolt, BSc II. évf.
Konzulensek: Pokol Gergő, BME Nukleáris Technikai Intézet
Horváth László, BME Fizika MSc I. évf.
Jövőnk egyik ígéretes energiaforrása a magenergia felszabadításán alapuló fúziós energiatermelés, aminek egyik megvalósítási lehetősége az, amikor mesterségesen kialakított erős mágneses tér segítségével tartjuk össze a plazmát. Ez esetben a több tízmillió kelvin hőmérsékletű, ionizált részecskéink a mágneses erővonalak mentén kezdenek mozogni, így azokat egy tórusz alakú készülékben, esetünkben egy tokamakban, jól elszigetelve tarthatjuk a határoló elemektől.
Amennyiben egy plazmahullám hullámhossza összemérhető a berendezés méretével, a toroidális illetve poloidális szimmetria miatt a plazmában különböző globális módusok jöhetnek létre, melyek térbeli szerkezetét poloidális és toroidális módusszámokkal, illetve radiális sajátfüggvénnyel jellemezhetjük. A módusszámok meghatározása a plazma instabilitás azonosításának első lépése [1].
A toroidális módusszámok meghatározásának egyik lehetősége, hogy ábrázoljuk a mágneses szonda jelének relatív fázisát a relatív szondapozíció függvényében, és a kapott ponthalmazra egyeneseket illesztünk, aminek a meredeksége fogja meghatározni a módusszámot. Először kiegészítettem az NTI Wavelet Tools diagnosztikai programcsomag módusszám-meghatározó rutinját egy modullal, ami képes figyelembe venni a keresztfázisok mérési bizonytalanságát [2], így megfelelő súlyozással tudja számítani a Qmin illeszkedési próbát. Mindemellett implementáltam egy χ2 próbát számító részt is, így kritériumot kaptunk arra nézve, hogy mikor fogadhatunk el egy módusszámot.
A kiegészítés során végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy a legjobban illeszkedő módusok esetén is a keresztfázisok szignifikánsan eltértek az illesztő egyenesektől, ami motivált arra, hogy tovább vizsgáljam a keresztfázisok ideálistól való eltérését a módusok időfejlődése közben. Ennek során különböző lövésekhez tartozó mágneses szondák jeleit az NTI Wavelet Tools-zal feldolgoztam, és az így kapott spektrogrammokon egy gerinckövető algoritmus segítségével követtem le a különböző módusokat. A kapott gerinceken végighaladva meghatároztam minden egyes mért időpillanatban a mért és a várt fázisok közötti különbséget. Ez a különbség egy nemnulla várható értékű valószínűségi változó lett, amiből arra következtethettünk, hogy a rendszerünk szisztematikus hibával terhelt, amit a szondapozíciók, illetve a keresztfázis hibájának korrekciójával lehet figyelembe venni. A továbbfejlesztett adatfeldolgozási eljárással az ASDEX Upgrade tokamak különböző plazmahullámait vizsgáltam.
Irodalom:
1. T. Szepesi et al., „Investigation of pellet-driven magnetic perturbation in different tokamak scenarios”, Plasma Physics and Controlled Fusion, Vol 51., 125002, (2009)
2. G. I. Pokol et al., Continuous linear time-frequency transforms in the analysis of fusion plasma transients, 40th EPS Conference on Plasma Physics, P5.115, (2013)
szerző
-
Pölöskei Péter Zsolt
fizika
nappali
konzulensek
-
-
Horváth László
, (külső)
