Mágneses mérések kísérletileg megalapozott korrekciója az ASDEX Upgrade tokamakon
Mágneses mérések kísérletileg megalapozott korrekciója az ASDEX Upgrade tokamakon
Pölöskei Péter Zsolt, BSc III. évf.
Konzulensek: Pokol Gergő, BME Nukleáris Technikai Intézet
Horváth László, BME Nukleáris Technikai Intézet
A XXI. század növekvő energiaigényének kielégítésére ígéretes lehetőséggel szolgál a fúziós energiatermelés. Ennek során több százmillió kelvin hőmérsékletű, erősen ionizált közegben lejátszódó magfúziós folyamatok révén nyerhetünk energiát. Ehhez szükséges körülményeket lehet létrehozni egy tórusz alakú, tengelyszimmetrikus berendezésben (ún. tokamakban), ha erős, csavart térszerkezetű mágneses teret hozunk létre benne. Ennek segítségével a közeget jól elszigetelve tarthatjuk az azt határoló falelemektől.
Ha a plazmában terjedő elektromágneses hullámok hullámhossza összemérhető a készülék méreteivel, globális módusok jöhetnek létre. Ezeket toroidális- és poloidális módusszámokkal, valamint radiális sajátfüggvénnyel jellemezhetjük. A módusszámok meghatározása a különböző plazmainstabilitások azonosításának első lépése lehet [1].
Adott időpillanatban a tórusz középsíkján egy globális módus fázisa egyenesen arányos a toroidális koordinátával, hányadosa a toroidális módusszámot adja. Ezt felhasználva a toroidális módusszám számítás, mint egyenesillesztési probléma kezelhető. Előző évi TDK munkámban [2] rámutattam, hogy az elektromágneses hullámok kimutatására használt mágneses szondák között mért relatív fázisok, még egy erős globális módus esetén is, szisztematikusan eltérnek az illesztendő egyenestől.
Munkám első részében egy eddig figyelmen kívül hagyott effektust, az egyes mágneses szondák átviteli függvényének hatását elemeztem az erre szolgáló mérések [3] kiértékelésével. A vizsgálat során, melyet a kísérleti elrendezésből adódó problémák nehezítettek, megállapítottam, hogy frekvenciától függően az egyes relatív jelek akár 90°-os fázistorzítást is szenvedhetnek a mérés során, így az effektus közel sem elhanyagolható.
A kapott relatív fázisátviteleket, mint szisztematikus hibakorrekciós tagokat, a fázisátvitelek mérési bizonytalanságát pedig mint additív független szórásokat vettem figyelembe a toroidális módusszámot számító rutinokban. Az eljárás implementálásával sikeresen kiküszöböltem a szisztematikus hibákat. A korrekciót az ASDEX Upgrade tokamak különböző években végzett méréseinek vizsgálatával validáltam. Erős módusok esetén a korrigált keresztfázisok ideálistól már szóráson belül estek, így az illeszkedés jóságára vonatkozó χ2 próba is használhatóvá vált. Ezzel a módszerrel gyorsan változó és viszonylag kis módusamplitúdójú hullámok térbeli szerkezetének feltérképezéséhez is lehetőséget teremtettem.
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. P. Pölöskei, „Toroidális módusszám-meghatározás közben jelentkező szisztematikus hibák vizsgálata az ASDEX Upgrade tokamakon”, TDK dolgozat, Budapest (2013).
3. A. Schmid, „Charakterisierung von Plasmafluktuationen mit einer kombinierten Mirnov-Langmuir-Sonde am Tokamak ASDEX Upgrade”, MSc dolgozat, München (2005)
szerző
-
Pölöskei Péter Zsolt
fizika
nappali
konzulensek
-
-
Horváth László
, (külső)
