Развитие и применение метода импульсной рефлектометрии для исследования электронной компоненты плазмы токамака тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

Московский Ордена Трудового Красного Знамени Физико-технический институт

УДК 533.9.082.74 на правах рукописи

ШЕВЧЕНКО Владимир Фёдорович

РАЗВИТИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИМПУЛЬСНОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ • КОМПОНЕНТЫ ПЛАЗМЫ ТОКАМАКА

Специальность: 01.04.08 - физика и химия плазмы

Автореферат диссертации на соискание ушной степени кандидата физико-математических наук

Москва-1996

(Работа выполнена в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

. профессор Э.А. Азнзов

Официальные оппоненты: докюр физико-математических наук,

профессор Д. Д. Малюта,

доктор физико-математических наук Д.К. Акулина

Ведущая организация: Российский научный центр

Курчатовский институт

Защита диссертации состоится /П. 1996 г. в {С час.

на заседании специализированного совета К 063.91.09 факультета проблем физики и энергетики Московского физико-технического института по адресу: ¡17393, г. Москва, ул. Профсоюзная д. 84/32, к- В-2. Отзывы направлять но адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской области, Институтский пер. 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ.

Автореферат разослан " /С" 1996 г.

Ученый секретарь специшшзиронапного совета кандидат ге<ннчсских наук

Н.П. Чубииский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время рефлектометрия плазмы' является одной нз наиболее бурно развивающихся диагностик [1], в основе которой лежит явление полного внутреннего отражения зондирующей электромагнитной волны плазмой. Причинами столь бурного развития являются трудности, встречаемые традиционным^ мдодикамн измерения электронной концентрации (интерферометрия, томсоновское рассеяние) на современных термоядерных установках: весьма ограниченный доступ к исследуемой плазме и значительно возросшие радиационные нагрузки на оптические элементы схемы. В свою очередь, при реализации рефлеетометрических измерений требования к доступу менее жёсткие, а возможность канализации микроволнового излучения позволяет сравнительно легко решать проблемы радиационной стойкости окон и других элементов.

Положение отражающего слоя целиком определяется частотой зондирующего излучения и локальными параметрами нлазмы: главным образом . концентрацией" плазмы и магнитным' полем. Меняя частоту зондирования, можно исследовать плазменные слои от периферийной плазмы с малой концентрацией до центральных областей с большой плотностью, хотя наличие сильного тороидального магнитного поля иногда позволяет зондировать практически весь плазменный шнур. Поскольку в общем случае волна дважды проводит сквозь слои плазмы, расположенные до точки отражения, информация, содержащаяся в отражённом излучении, носит интегрально-локальный характер, и для однозначного восстановления профиля плотности плазмы из полученных-данных необходимы измерения на нескольких частотах, С другой стороны, параметры отраженной волны (фаза, _ амплитуда, групповое время задержки) наиболее чувствительны- к локальным значениям электронной концентрации и магнитного поля в отражающем- слое, что позволяет независимо производить локальные исследования плазменных колебаний.

Существует достаточно широкий спектр приборов и методов, использующих принципы рефлектометрии для диагностики плазмы тока узка [1]. Однако, большинство из них основывается на измерении фазового набега волны, отражённой от плазмы. Таким образом, измерения являются однозначными только в пределах 0 - 2я, что часто приводит к значительным трудностям в интерпретации данных из-за таких эффектом, как "потеря когерентности".^ и "убегание фазы" [3]. Кроме того, при фазовых измерениях так или иначе всегда используется усреднение отражённого сигнала во времени, т. е. процесс однократного измерения зашшаст некий отрезок времени (обычно несколько мке или более), что

подразумевает само по себе стационарность исследуемого объекта в этом промежутке времени. В то же время экспериментальные исследования показывают, что высокочастотная часть спектра флустуаций плотности плазмы зачастую уходит в мегагерцевую область [4], и тогда возникает вопрос о правомерности такого усреднения. Широкие возможности для преодоления этих проблем открывает использование коротких микроволновых импульсов для зондирования плазмы токамака с последующим измерением времени задержки отражённых сигналов. Идея этого метода впервые была предложена одновременно автором данной диссертации и голландскими учёными S.HL Heijnen and C.A.J. Hugenholtz на совещании по диагностике ITER в 1990 г..

В настоящей работе разработан метод многочастоткой импульсной рефлектометрии плазмы токамака, к основным особенностям которого можно отнести то, что:

* измеряемая величина - абсолютное время задержки сигнала, отражённого от исследуемой плазмы, позволяет однозначно трактовать полученные данные;

* информация об отражающем слое "снимается'-' практически мгновенно -за время прохождения микроволнового импульса через плазму;

* влияние паразитных переотражений в передающих трактах и в камере токамака устраняются при помощи фильтрации типа "временного окна".

Учитывая перечисленные выше особенности метода, представляется перспективным применение импульсной рефлектометрии для измерения профиля плотности плазмы и исследования- плазменных колебаний в крупномасштабных токамаках нового поколения, а также для исследований электронной компоненты сильно турбулентной лабораторной плазмы. В частности, импульсная рефлектометрия может оказаться альтернативой или хорошим дополнением традиционной интерферометрии в условиях ограниченного доступа к плазме.

Целью настоящей работы является разработка нового метода диагностики высокотемпературной плазмы - многочастотной импульсной рефлектометрии, пригодного для исследования профиля плотности и колебаний плазмы в условиях близких к зажиганию, развитие теоретических основ этого метода и алгоритмов обработки экспериментальных данных, а также проведение экспериментальных исследований динамики электронной компоненты плазмы токамака, низкочастотных флукгуаций плотности плазмы и корреляционного анализа с другими диагностиками на существующих эксяс-римекгальных установках типа токамак.

Научная иовитга работы сосгоиг в том, что:

1. Разработана новая методика - многочастотная импульсная рефлектомстрия и ее теоретические основы для исследования динамики профиля плотности плазмы токамака, не имеющая аналогов в мире. 1

.2. Проведены первые экспериме1ггалыше исследования динамики электронной компоненты плазмы на токамаках Т11-М и START с использованием метода импульсной рефлектометрии.

3. В ходе экспериментальных исследований получены качественно новые результаты:

* наличие "пьедестала" у профиля плотности плазмы ь режимах с малым аспектным отношением шнура (А < 2);

* эффект роста градиента плотности плазмы в периферийной зоне в момент образованиям натурального дивертора в плазме токамака START.

4. С помощью импульсной рефлектометрии проведены исследования развития "внутреннего перезамыкания" в плазме токамака START. Практическая ценность работы:

1. Разработан метод, позволяющий проводить измерения профиля электронной концентрации и исследования колебаний горячей плазмы с хорошим временным (около 1 мкс) и пространственным разрешением (около 1 см при однократном измерении^.

2. Проведены расчета о-тсорсткческие исследования процессов распространения и отражения микроволновых сигналов в неоднородной, флуктуирующей плазме, результаты которых являются основой при разработке новых мётодик, использующих зондирование плазмы короткими импульсами, и при. интерпретации данных, полученных с помощью импульсной рефлектометрии. В результате этих исследований выработаны рекомендации по выбору оптимальных параметров микроволновых импульсов, используемых для зондирования плазмы, н методов временной привязки к ним, а также путём численного решения вэлнового уравнения найдены амплитудно-частотные зависимости между флуктуациями плотности плазмы и измеряемыми в эксперименте флуктуациями времени задержки сигналов, otpaJKiimux от плазмы.

3. При помощи импульсной, рефлектометрии проведены исследования спектров флуктуации плазмы на токамаках Т11-М и START, в результате которых идентифицированы различные ветви колебаний, соответствующие винтовым модам плат.«.! токамака.

4. Разработана эффективная высокопроизводительная программная оболочкз системы сбора и обработки данных, позволяющая в интерактивном режиме оперативно обрабатывать экспериментальные данные рефлектометрии и других диагностик.

Автор выносит на защиту: -

* метод многочастотной импульсной рефлектометрии термоядерной плазмы;

•метод временной привязки к флуктуирующим микроволновым сигналам;

•результаты расчёгно-теоретических исследований взаимодействия микроволновых сигналов с флуктуациями плотности плазмы;

■ *результаты экспериментальных исследований динамики профиля и колебаний плотности плазмы на токамаках Т11-М и START

•результаты исследования явления внутреннего перезамыкання в плазме токамака S4 ART. '

Апробация работы. Результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород, 1992), на VI Совещании по диагностике высокотемпературной плазмы (Санкт-Петербург, 1993), на 20-й Европейской конференции по физике плазмы и УТС (Лиссабон, 1993), на 22-й Европейской конференции по физике плазмы и УТС (Борнмут, 1995), на международных совещаниях по диагностике ITER, а также на научных семинарах Кэлхэмской лаборатории и отделения физики токамаков-реакторов ТРИНИ'ГИ. Основные результаты диссертации отражены в публикациях, список которых приведён в конце автореферата.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, приложения и списка цитируемой литературы. Принята сквозная нумерация литературных ссылок, параграфы и рисунки нумеруютсят по главам. Диссертация содержит 138 страниц текста, включающего 52 рисунка. Библиотрафия содержит 130 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении рассмотрены основные принципы импульсной рефлектометр»» плазмы и её преимущества по сравнению с традиционными методами для ряда применений. Сформулированы цели и задачи, решаемые в диссертации, приведены положения, выносимые на защиту, описана структура диссертации, приведён список конференций, на которых докладывались материалы диссертации.

В ГЛАВЕ 1 изложены теоретические основы метода импульсной рефлектрметрии плазмы токамака.

В § 1 рассмотрены особенности распространения электромагнитных волн в токамакс в рамках модели "холодной" плазмы, определены области отсечек и резонансов, области прозрачности плазмы, сформулированы основные требования к выбору частот зондирования для рефлектометрии. Рассмотрены также эффекты, которые могут влиять на рефлектометряческнё измерения: поглощение электромагнитных волн вблизи областей электронно-циклотронного резонанса и его гармоник, расщепление Фондирующей волны на обыкновенную и необыкновенную,

предельное пространственное Ампя с)1Гнала разрешение рефлекточетрии, определяемое . толщиной отражающего слоя плазмы.

В § 2 приведены основы теории распространения

импульсов (сигналов),

состоящих из суперпозиции монохроматических волн, в неоднородной

магнитоактивной плазме [5]. Время задержки (не)

Приведены основные формулы Рис. !. Ргспливаннё гауссополобного сигнала: для времени группового неискаженный сигнал - сплошная линия,

запаздывания микроволновых г= 1нс-точки

импульсов, отражённых от г--= 2 не-пунктирная линия,

плазмы. В рамках приближения геометрической оптики рассмотрен эффект раеллывания микроволновых сигналов в плазме токамака. Путём анализа аналитического решения для рпеплывания прямоугольного импульса в плазме показано, что при любых временах установления сигнала г, удовлетворяющих условию г « Т, где Г - длительность сигнала, точка фронта импульса, соответствующая половине амплитуды, имеет точно такую же временную задержку, как и "центр тяжести"' отраженного сигнала. Показано, что это справедливо с хорошей точностью и для реальных микроволновых сигналов гауссоиодобной формы (трапецеидальный сигнал с экпоиенциальными фронтом и срезом). Результаты расчётов представлены на рис. 1. Это свойство взято за основу временной привязки к отражённым от плазмы сигналам.

В § 3 рассмотрено влияние флуктуации плотности плазмы на распространение микроволновых сигналов. Анализ производился путём численного решения одномерного 'стационарного уравнения Шрёдингера для параболического (линейного) плазменного слоя с возмущением плотности гауссовой формы, двигающимся в направлении градиента плотности. Рассмотрены случаи положительных и отрицательных возмущений плотности, а также случай синусоидального цуга возмущении. Расчётным - путём получены зависимости максимальных приращений времени задержки от амплитуды и размера возмущения, величины локального градиента в облгети отражения и частоты зондирующего излучения. Для цуга коротковолновых возмущений плотности обнаружен эффект двойного эха времени задержки: первое эхо соответствует моменту прохождения цуга через отражающий слон плазмы, второе возникает в той области плазмы, где длина волны зондирующего излучения совпадает с пространственным периодом возмущения плотности (см. рис 2). Получены

А ' /•' / .....ч

А/

л

Малый радиус плимы (см) Рис. 2. Отклик времени задержки при прохождении цуга плазменных колебаний через отражающий слой, простые формулы, связывающие амплитуды откликов времени задержки с амплитудами возмущений плотности и локальными параметрами плазмы. Установлено, что отклик Бремени задержки имеет нелинейную зависимость от амплитуды и существенно несимметричную зависимость относительно знака возмущения плотности. Таким образом, применяемое обычно на практике усреднение рефлектометрических сигналов (фильтрация) приводит к погрешностям в определении "истинного" времени задержки. Проведённый анализ позволяет ввести соответствующие поправки к усреднённому времени задержки.

В § 4 проанализировано влияние релятивистских эффектов на рефлектометрические измерения. Рассмотрена модель Шкаровского "слаборелятивистской" плазмы [6]. Показано, что: учёт конечной электронной температуры плазмы приводит к релятивистским сдвигам положения отсечек в плазме, показатели преломления плазмы модифицируются за счёт релятивистских поправок не только вблизи отсечек, но и во всей области прозрачности в зависимости от локальной электронной температуры плазмы, что может существенно видоизменить как траектории распространения излучения в плазме, тик и величины измеряемых фазовых или временных задержек отражённых сигналов, Области прозрачности плазмы также могут сильно модифицироваться по сравнению с моделью холодной плазмы за счет релятивистского ущирения

линий поглощения на гармониках электронной циклотронной частоты. Проведены оценки релятивистских эффешш для токамаков Т11-М к START.

В § 5 представлен краткий обзор и проведён анализ особенностей рефлектометрических методов, используемых в настоящее время в исследованиях высокотемпературной плазмы и планируемых в недалёком "будущем.

Глава II посвящена описанию основных узлов многочастотного импульсного радара-рефлектометра.

В § 1 приведены параметры и рассмотрены особенности работы импульсного рефлектометра в одночастотном и многочастотном режимах. Приведена схема привязки четырёхчастотного импульсного радара-рефлектометра на установке START. Рабочие параметры радара на токамаке START приведены ниже :

• рабочие частоты 19 ГГц (0.44) (критические плотности -1019 м"5) 33 ГГц (1.34)

47 ГГц (2.72) 63 ГТц (4.89)

• пиковая мощность импульсов > 1Вт

• длительность импульсов (0.5 амплитуды) 2 не

• время нарастания фронта (0.1 -0.9 амплитуды) 1 не

• время между измерениями (4 канала) Юмкс

(1 канал) 2.5 мке

• максимальное допустимое ослабление импульса 42 дБ

• джитгер ВАП 50 пс

• выходная чувствительность 1 В/не

• диапазон выходных напряжений (R„ = I МП) ± 5 В

В § 2 проведён сравнительный анализ различных методов временной привязки к • флуктуирующим микроволновым сигналам. Рассмотрены шумовые характеристики методов привязки к "постоянной фракции" сигнала, с*компенсацией изменений амплитуды и фронта. Обоснован метод привязки к нулю второй производной сигнала, используемый и импульсном радаре в настоящее время.

В § 3 проведено qiarmeime различных методов измерения временных интервалов субнаносекундного диапазона. Проанализирована работа схемы преобразователя время - напряжение, основанного на заряде емкостного накопителя ключевым источником стабильного тога. Рассмотрены основные причины погрешностей. Описан? высокостабияьная схема дифференциального преобразователя время -напряжение на базе БИС МВ43669 с расширенным диапазоном преобразуемых временных интервалов.

В § 4 описаны особенности аитенно-волноводных трактов импульсного рефлектометра, использованных на токамаках Т11-М и START. Обсуждаются модификации антенно-волноводных трактов для различных экспериментальных условий.. Рассмотрена методика калибровки прибора. Приведены результаты калибровки четырёхчастопюго радара-рефлектометра.

Глава 111 посвящена исследованиям динамики плотности электронной компоненты плазмы токамака с помощью импульсной рефлектометрии.

В § 1 приведены основные параметры и особенности экспериментальных установок Т11-М и START. Обозначены главные физические задачи, решаемые на »nix токамаках. Приведено описание /Диагностических комплексов установок.

Sho' #6704

*

j -<0 о-к -

о i

' ■ I , 111

J

-H'.IO о

. Time Deíjy Spiead.r"^ (р1.)

1 С.)0

Время задержки (не) Рис. 3. Временной джигтср выходного сигнала радара (32.1 ГГц) при отражении от плазмы.

В § 2 рассмотрены характерные свойства выходных сигналов импульсного рефлектометра. Показана корреляция моментов возникновения и пропадания слоев отсечки с поведением средней плотности плазмы. Исследована структура разброса экспериментальных данных в присутствие и отсутствие плазмы. Обнаружена "тонкая" структура временного джиггера ныходкых сигналов, обусловленная амплитудной модуляцией за счёт интерференции с "паразитными"

ю

и

и

т

t

отражениями. Обнаружена двойная структура джнттера сигнала радара в присутствие плазмы: центральная часть соответствует отражениям от "спокойного" плазменного ело?, а крылья распределения обуслйвлсны рассеянием на флуюуациях плотности (см. рис. 3).

В § 3 описаны л <-„., „ч. ( г

исследования

флуктуации плотности ^ плазмы на . токамаках £ Т11-М и START. I \ Показано, что в случае в ' I спокойного разряда (без срывов) спектр ►?

флуктуации плотности ^ имеет спадающую от i ' f частоты . Зависимость. Сразу же после" внутреннего срыва происходит подъём амплитуды колебаний в высокочастотной (до 50 кГц) части спектра, что свидетельствует о -л j: 43 и • лз

возрастании МГД (мс>

активности плазмы '>"с ^ Разэёртка спектра сигнала радара в момент Набиодалась перехода поверхности ш=3 через область' отражения.

корреляция в появлении и исчезновении спектральных компонент, соответствующих частоте пилообразных колебаний, регистрируемых при помощи детстора мягкого рентгеновского излучения. Показана возможность идентификации винтовых резонансных возмущений в момент их ■ перехода через область отражения сигналов и измерения частоты вращения шнура в полоидальном направлении. Рис. 4 представляет момент перехода резонансной поверхности т = 2 через отражающий слой. Рассмотрены зависимости амплитудных характеристик флуктуации плотности в течение разряда.

В § 4 описаны алгоритмы восстановления профиля плотности в случае многочастотного зондирования плазмы и анализа динамики профиля в случае одночастотиых измерений. Рассмотрена динамика профиля плотности плазмы в процессе внутреннего ерьта натокамаке Т11-М н в экспериментах с электрическим смешением на токамаке START. Реконструкция профиля плотности по данным интерферометрии и миогочастотнон импульсной рефлектометрии (в предположении симметрии внутренней и внешней частей профиля с соответствующим

Рис. 5. Динамика профиля плотности на токамаке START.

шафрановским сдвигом) позволила детально исследовать динамику профиля плотности на токамаке START при образовании дивсрторной конфигурации и в процессе внутреннего перезамыкания. Обнаружено наличие пьедестала у профиля плотности, характерного для режимов с малым аспектным отношением плазмы (см. рис. 5). При образовании дивертора наблюдался рост градиента плотности плазмы в периферийной области.

В § 5 рассмотрен процесс развития внутреннего перезамыкання в плазме юкамака START. Путём идентификации различных ветвей колебании плазмы, регистрируемых радаром, установлено, что причиной внутреннего перезамыкания может быть развитие и рост островной структуры, соответствующей винтовой резонансной поверхности /н=3. Процесс перезамыкания сопровождается выбросом значительной части плазмы в направлении главной осц тора, что приводит к увеличению вытянутости шнура и уменьшению собственной индуктивности, а следовательно и к резкому подъему тока в плазме. Увеличение тока, в свою очередь, приводит к рясту большого радиуса плазмы и отрыву шнура от внутреннего стержня гокамака, что уменьшает приток примесей в ила ¡му и обеспечивает возможность полного восстановления профиля трка после внутреннею нерезимыкания. Характерной чертой профиля плотности

после перезамыкания является его параболичность, т. е. отсутствие пьедестала (см. рис.6.)

S"J' * V,

АД '

. ■ ¡Шшт ■

¡¡¡шй'штт;^

,1¡1 )„,j; ■¡.¡¿¡¡■UiUft-in \ >,W.' С"-^

Рис. б. Динамика профиля плотности плазмы в процессе внутреннего перезамыкания.

Приложение служит иллюстрацией программном оболочки системы сбора и экспресс-обработки данных МИРР, выполненной автором на языке IDL и позволяющей производить, измерения и обработку сигналов в автоматическом и интерактивном режимах с иредстаалением результатов а гибкой графической форме. Представлены основные программные инструменты, разработанные автором для спектральной, корреляционной и статистической обработки экспериментальных, данных рефлектометрии и других диах ностик.

В Заключении сформулированы основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Подводя итоги, можно сказать, что данная работа является частью комплексной программы, проводимой международным сообществом в рамках концепции токамака ITER, по разработке принципиально новых н

развитию традиционных методов диагностики высокотемпературной атазмы, способных работать - в условиях зажигания ' самоподдерживающейся термоядерной реакции. В ходе работы на токамаках Т11-М и START была решена основная задача диссертации: разработан и апробирован метод многочастотной импульсной • рефлектометрии плазмы токамака с соответствующим развитием теоретических аспектов распространения электромагнитных сигналов в неоднородней плазме. Кроме того, метод импульсной рефлектометрии принят научной общественностью и занял свой место в ряду диагностических средств исследования высокотемпературной плазмы. В • настоящее время начато сооружение десятичасчотного импульсного радара па установке TEXTOR (Германия).

В целом результаты проведенных в диссертации исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. В работе развиты теоретические основы метода многочастотной импульсной рефлекгометрии плазмы токамака, включающие в себя: анализ расилывания микроволновых импульсов в неоднородной магнитоаетнвной ' плазме, обоснование возможности временной привязки к фронту отражённых от плазмы сигналов, исследование взаимодействия микроволновых импульсов с _ флуктуация ми плотности плазмы путём анализа численных решений одномерного стационарного уравнения Шрёдингера, а также рассмотрение релятивистских эффектов в горячей плазме и связанных с ними поправок, возникающих при трактовке рефлектометрических данных, в рамках модели "слаборелятивистской" плазмы Шкаровского. Проведённый в работе расчётно-теоретические исследования охватывает весь спектр практически важных эффектов и явлений, проявляющихся при зондировании плазмы токамака микроволновым излучением. Результаты этих исследований являются основой при разработке.'новых методик, использующих зондирование плазмы короткими импульсами, и при интерпретации данных, полученных с помощью импульсной рефлектометрии.

2. Разработан метод многочастотной импульсной рефлектометрии плазмы, позволяющий проводить измерения профиля -*пектронной концентрации и исследования колебаний горячей плазмы с хорошим временным (около 1»мкс) и пространственным разрешением (около 1 см при однократном измерении). Метод основан на измерении абсолютных величин времени задержки микроволновых сигналов, отраженных or исследуемой ■ плазмы. В ходе создания лабораторных образцов рефлектометров автором были разработаны все основные узлы многочаст отного импульсного рефлектометра, включая: системы управления, синхронизации, модуляции излучения. импульсной

. фильтрации и дискриминации сигначов, а также уникальные блоки

временной привязки и измерения временных шпервалов субнаноеекундного диапазона. Проведены стендовые испытания нескольких модификаций импульсных рефлектометров и антенных систем.

3. Экспериментальный материал, представленный в диссертации, включает в себя исследования динамики профиля плотности плазмы-, винтовых мод и плазменных колебаний на токамаке Т11-М, а также исследования профиля плотности плазмы и плазменных флуктуации на токамаке START в режимах с образованием натурального двойного дивертора и в экспериментах с приложением электрического смещения. В ходе экспериментальных исследований на токамаке START обнаружен ряд новых явлений: наличие пьедестала у профиля плотности при малом аспектом отношении плазменного шнура, реет градиента плотности в периферийной области плазмы при образовании диверторной конфигурации.

4. Проведены исследования явления внутреннего перезамыкания на токамаке START, в результате которых предложен возможный сценарий появления и развития этой неустойчивости. Причиной внутреннего перезамыкания в предложенной модели является развитие винтового возмущения т = 3, приводящее к пыбросу плазмы в направлении оси тора.

5. Автором диссертации разработки пакет программ, выполненный в виде единой «рограммной оболочки системы сбора и обработки данных импульсной рефлектометрии, включающей в себя: несколько видов фильтрации сигналов, спектральный анализ, расчёт релятивистских и флуктуационных поправок и алгоритмы восстановления профиля плотности плазмы. Программа позволяет в интерактивном режиме производить как оперативный, так и детальный анализ экспериментальных результатов с представлением результатов обработки в • гибкой графической форме.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. А.В.Хованский, Д.А.Скопинцсв, Л.Н.Стародубцева, В.Ф.Шевченко, Реализация метода Готтардн для решения обратных задач ТСП V Всесоюзное Совещание по Диагностике Высокотемпературной Плазмы Тезисы докладов, Минск, 18-22 июня 1990 г., стр. 343.

2. V.Shcvchenko, A.Peírov, Pulse Radar Reflectomeíry for ITER (Proposal) ITER Diagnostics. ITER Document, series # 33, IAEA, Vienna, 1991, p. 95.

3. В.Ф.Шевченко, А.А.Петров, П.Г.Петров, . Ю.А.Чаплыгин, Многочастотный импульсный радар-рефлектометр для диагностики плазмы. VI Совещание по Диагностике Высокотемпературной Плазмы, Тезисы докладов, СаПкт-Пстербург, 26.5-1.6/93, стр.23, Москва, ТРИНИТИ, 1993.

4. В.Ф.Шевченко, А.А.Псгров, В.Г.Пегров, Ю.А.Чаплыгин, Эксперименты по импульсной рефлектометрии на токамакс TII-M. Предварительные результ;..ы. VI Совещание по Диагностике Высокотемпературной Плазмы, Тезисы докладов, Санкт-Петербург, 26.51.6/93, стр.25, Москва, ТРИНИТИ, 1993.

5. V.F.Shevchenko, A.A.Petrov, V.G.Petrov, Pulse Radar Rcflcctometry for Fusion Plasma Diagnostics. International Journal of Infrared and Millimeter Waves, Vol. ¡4, №9, 1993.

6. V.F.Shevchenko, A.A.Petrov, V.G.Petrov, U.A.Chaplygin, Plasma Study at Tll-M Tokamak by Microwave Pulse Radar Reflectometcr Proc. 20th EP^ Conf. on Contr. Fusion and Plasma Physics, Lisboa, 26-30 July 1993, Vol. I7C, Part III, p.l 167.

7. В.Ф. Шевченко, A.A. Петров, В.Г. Петров, Ю.А. Чаплыгин, Эксперименты по импульсной рефлектометрии на токамаке Т11-М. Предварительные результаты. Физика Плазмы, 1994 г. том 20, 1, стр. 33.8. V.Shevchcnko, T.Edlington, М.Gryaznevich, I .Jenkins, A.Sykcs, M.Walsh First Density Profile Measurements by Multifrequency Pulse Radar Reflectometry in START Proc. 22th EPS Conf. on Cont. Fusion and Plasma Physics, Bournemouth, UK, 3-7 July 1995. Vol. 19C, Part IV, p. 421.

9. Sykes A., Booth M., Counscll G., Erents K., Ferrcira J., Goodall D.H.J., Gryaznevich M., Hicks J.В., Hugill J., Jenkins I., Knight P., Maddison G., Martin R., Price M., Ribeiro C., Robinson D.C., Shevchenko V., Walsh M. Studies of X-point plasmas in the START tokamak. 22th EPS Conf. on Cont. Fusion and Plasma Pnysics, Bournemouth, UK, 3-7 July 1995, Vol. 19C, Part III, p. 33, 117.

10. M.J. Walsh, R.A. Bamford, P.G. Carolan, J. Connor, M. Gryaznevich, J. Hugill,!. Jenkins, R. Martin,' S. Manhood, C. Ribeiro, C. Roach; D C. Robinson, V. Shevchenko, A. Sykes, T.N. Tood, J. Tomas and H.R. Wilson, Confinement at Tight Aspect Ratio in START. 22nd EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics. Bournemouth, 1995, vol. 19C, part III, p. 033.

11. В.Ф.Шсвчснко, А.А.Псфов, В.Г.Петров, Времяпролстные методы для диагностики, плазмы токамака. Физика Плазмы, № 1, 1996 г. том 22, стр. 25-31. #

ЛИТЕРАТУРА

[1] Memo M.I'., Reflectometry in Fusion Devices, Plasma Physics and Contioiled Fusion, 1993, vol.35, p. Bi ll - BI55.

[2] Mar.zucato !■. Physic; of Fluids, 1992, В 4, p. 3460.

[3] BnUmm ГГ., IAEA Technical Meeting on Microwave Reflectometry for Fusion Plasma Diagnostics, JET, England, 1992, 184.

[4] Nuzikion !'. ami MazziKUto /:'., Reflectometer measurements of density