Thomson scattering diagnostic systems in ITER

Abstract

Thomson scattering (TS) is a proven diagnostic technique that will be implemented in ITER in three independent systems. The Edge TS will measure electron temperature T e and electron density n e profiles at high resolution in the region with r/a>0.8 (with a the minor radius). The Core TS will cover the region r/a<0.85 and shall be able to measure electron temperatures up to 40 keV. The Divertor TS will observe a segment of the divertor plasma more than 700 mm long and is designed to detect T e as low as 0.3 eV.The Edge and Core systems are primary contributors to T e and n e profiles. Both are installed in equatorial port 10 and very close together with the toroidal distance between the two laser beams of less than 600 mm at the first wall (∼ 6 • toroidal separation), a characteristic that should allow to reliably match the two profiles in the region 0.8 < r/a < 0.85.Today almost every existing fusion machine has one or more TS systems installed, therefore substantial experience has been accumulated worldwide on practical methods for the optimization of the technique. However the ITER environment is imposing specific loads (e.g. gamma and neutron radiation, temperatures, disruption-induced stresses) and also access and reliability constraints that require new designs for many of the sub-systems.The challenges and the proposed solutions for all three TS systems are presented. K : Plasma diagnostics -interferometry, spectroscopy and imaging; Plasma diagnosticscharged-particle spectroscopy 1Corresponding author.

Измерение Температуры Электронов Плазмы Токамака Глобус-М2 Методом Мультилазерного Томсоновского Рассеяния

“…DOI: 10.21883/PJTF.2021.24. 51799.19019 Неотъемлемым требованием, предъявляемым к диагностическим системам томсоновского рассеяния (ТР) в реакторных условиях, является возможность измерения температуры электронов в предположении, что спектральная характеристика системы сбора света неизвестна и может меняться во времени [1,2]. Данная проблема решается с помощью метода мультиволнового лазерного зондирования [3].…”

“…Данная проблема решается с помощью метода мультиволнового лазерного зондирования [3]. Этот подход планируется применять во всех трех диагностических системах ТР реактора ИТЭР, включая системы диагностики центральной, краевой и диверторной плазмы [2,4]. Первые предварительные эксперименты по апробации данного подхода были выполнены на установках RFX-mod [5] и Глобус-М [6].…”

“…Для ответа на вопрос о том, позволит ли предлагаемый подход отследить возможное изменение спектральной характеристики системы сбора света, был проведен специальный эксперимент. Искаже-ние спектральной характеристики оптической системы сбора света как вследствие радиационно-наведенного поглощения [2,4], так и вследствие загрязнения оптических элементов продуктами эрозии первой стенки [1] будет проявляться в первую очередь в виде снижения пропускания в более коротковолновой области спектра. Подобное искажение можно сымитировать с помощью цветного стекла ЖС-20, установленного в оптический тракт диагностики между объективом и оптоволоконными жгутами.…”

Evaluation of the ITER Real-Time Framework for Data Acquisition and Processing from Pulsed Gigasample Digitizers

“…Research facilities, such as ITER [1][2][3][4], W7-X [5][6][7], KSTAR [8][9][10], ASDEX-U [11,12] or JET [13,14] work on plasma diagnostic systems, which use analogue-to-digital converters (ADCs) sampling with GS/s speed. However, the application of gigasample ADCs could be expensive in such systems, especially when they require large quantities of ADC channels.…”

“…However, the application of gigasample ADCs could be expensive in such systems, especially when they require large quantities of ADC channels. Thomson scattering (TS) diagnostics is an example of such a system where highspeed digitizers are required [1,10,14,15]. The operating principle behind a Thomson Scattering system is that a laser beam is injected into the plasma with a specific frequency.…”