No abstract

No abstract

Engineering aspects of a neutral particle analyser setup for International Experimental Thermonuclear Reactor (ITER) have been considered. The setup consists of two neutral particle analysers, LENPA (for energy range of 10-200 keV) and HENPA (for range of 0.1-4 MeV). LENPA is intended for control of isotope ratio of the plasma hydrogen component by measuring an intensity ratio of hydrogen/deuterium/tritium fluxes. It will be incorporated into a system controlling the plasma isotope composition. HENPA is assumed to analyse He atom fluxes to study the fusion alpha particle distribution function. The analysers are located in the protecting vacuum container and are connected with ITER plasma vessel by a beam line. A suggested design of the beam line is described, a pressure distribution along the beam line is calculated, influence of collisions of neutral atoms with the working gas molecules on spectra of atoms is estimated. The design of the analysers will be described shortly.

Для осуществления оптимального режима горения в плазме термоядерного дейтерий-тритиевого (DT)-реактора ИТЭР необходимо обеспечить контроль изотопного отношения концентрации DT-топлива. Представленная в статье диагностическая система позволяет решить эту задачу путём измерения и анализа потоков атомов изотопов водорода, испускаемых плазмой. Разработка и поставка комплекса диагностики по потокам атомов для ИТЭР поручена Российской Федерации, и соответствующие работы проводятся в Физикотехническом институте им. А.Ф. Иоффе. Основу данного комплекса составляют два анализатора: LENPA (Low Energy Neutral Particle Analyzer), работающий в диапазоне энергии 10-200 кэВ, и HENPA (High Energy Neutral Particle Analyzer) в диапазоне энергии 0,1-4,0 МэВ. Использование анализаторов в разных энергетических диапазонах позволяет измерять отношение концентрации DT-топлива как в центральной зоне (зоне термоядерного горения), так и на краю плазмы. При создании этого комплекса необходимо было учитывать влияние нескольких факторов: наличие интенсивных потоков нейтронного и гамма-излучения; необходимость использования прямого вакуумного канала, соединяющего анализаторы с плазменной камерой реактора; повышенные требования к надёжности работы всех узлов и механизмов системы; дефицит пространства для размещения диагностического оборудования на установке ИТЭР. В статье описана конструкция диагностического комплекса и технические решения, позволяющие проводить измерения в условиях токамака-реактора. Предложенные технические решения позволяют обеспечить единый вакуумный канал прохождения атомов изотопов водорода в систему двух анализаторов атомов, надёжный с точки зрения воздействия тепловых и механических нагрузок, эффективно экранировать анализаторы атомов от влияния рассеянного магнитного поля установки, обеспечить дистанционное управление комплексом, а также соединение и отсоединение вакуумного трубопровода от вакуумной камеры токамака, удовлетворить требования по радиационной безопасности, предъявляемые к диагностической системе на установке ИТЭР, и обеспечить проведение измерений изотопного соотношения топлива при наличии сильного нейтронного и гамма-излучения. Ключевые слова: ИТЭР, изотопный состав, диагностика плазмы, анализатор атомов перезарядки.