相对标定电荷交换复合谱及束发射谱测量杂质浓度的方法研究

采用数值模拟方法计算了HL-2A装置上电荷交换复合谱和束发射谱的强度,并根据两种光谱的比值得到碳和氦杂质的浓度,与初始假设对比后验证了该方法理论上的可靠性。实验上采用一台三光栅光谱仪系统,利用同一视线、同时测量了碳(CⅥ)、氦(HeⅡ)的电荷交换复合谱及中性束发射谱,首次在HL-2A装置上同步获得了C6+、He2+离子的绝对浓度剖面。该方法采用了相对强度标定而非复杂的绝对强度标定,并且避免了中性束衰减计算。

基于GAGN算法探究边缘电荷交换复合谱过拟合

目的提出电荷交换复合谱(CXRS)边缘谱线分析过程中的过拟合现象,探讨其对主动光谱成分提取和对等离子体参数的影响。方法利用数值模拟建立双高斯模型,一个表示主动谱,另一个表示被动谱。分别利用混合高斯牛顿算法和遗传算法对边缘测量谱线进行双高斯拟合。结果过拟合的出现主要影响主动谱的光强,而对其展宽和中心位置影响较小,主要源于被动谱不稳定造成,容易被当成误差信息。结论在CXRS边缘谱线拟合中出现的过拟合现象严重影响了CXRS诊断对等离子体参数的判断,使得等离子体杂质密度严重偏离真实值,但其对等离子体的温度和旋转速度影响较小。

HL-2A托卡马克装置CXRS光学系统设计

电荷交换复合谱(CXRS)是一项先进的测量托卡马克等离子体温度及空间分布的方法。针对我国HL-2A托卡马克装置上CXRS光谱采集系统对宽光谱范围(470?660nm)、大视场(535.34mm)、宽光束(直径110mm)、高空间分辨(14道)以及与后续导光光纤数值孔径(0.22)匹配等要求,应用ZEMAX光学设计软件优化设计了一片反射镜与四片透镜组合的光学系统,并通过将像面倾斜的方法进一步减小了像差。模拟计算表明像面最大弥散斑RMS半径为88.14?m,像方数值孔径0.217,很好地满足了使用需要。