L’équipe travaille à l’amélioration de la spectroscopie et de la spectroscopie à rayons X cristallins pour les futurs réacteurs à fusion

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Liu Bo des instituts Hefei des sciences physiques de l’Académie chinoise des sciences a amélioré la précision diagnostique de la spectroscopie à cristaux de rayons X (XCS) et a étudié une série de raies spectrales liées au réacteur de fusion sur le tungstène (W) et xénon (Xe) au Tokamak Advanced Experimental Ultra Delivery (EAST).

Les profils de vitesse de rotation et de température des ions sont fondamentaux pour diverses études de physique des plasmas. Actuellement, XCS sur l’Asie de l’Est peut fournir des profils radiaux locaux pour les paramètres susmentionnés en analysant les spectres d’argon (Ar) à l’aide d’une technique de réflectance nouvellement développée. Cependant, avec l’augmentation des paramètres plasmatiques, les spectres Ar ne seront pas suffisants à des fins de diagnostic futur.

Les chercheurs ont mené des recherches approfondies sur les spectres d’impureté W basés sur XCS, qui permettent de mesurer la vitesse de rotation du plasma central et la température des ions des réacteurs de fusion. En optimisant la plage de surveillance des longueurs d’onde du système de diagnostic, en développant une méthode de réflexion pour le profil de rayonnement de l’impureté W et en utilisant des techniques d’étalonnage d’intensité in situ, les chercheurs ont obtenu plusieurs raies spectrales liées à l’impureté W.

De plus, l’un des défis physiques et techniques majeurs auxquels sont actuellement confrontées les recherches sur la fusion est de savoir comment contrôler la concentration des impuretés W dans une plage acceptable. Des expériences de physique axées sur le contrôle des impuretés W ont été réalisées dans l’installation EAST. La méthode ci-dessus a permis une observation directe de l’effet d’atténuation du chauffage du noyau par radiofréquence sur l’accumulation d’impuretés.

De plus, une étude de faisabilité a été menée pour mesurer la température et la vitesse de rotation des ions plasma à haut paramètre en analysant les profils spectraux Xe. Tout d’abord, la faisabilité a été confirmée avec un programme de simulation de physique atomique. Ensuite, des raies spectrales Xe conformes aux prédictions théoriques ont été mesurées pour la première fois dans une expérience de physique orientale, permettant la détermination de la température des ions et d’autres paramètres d’ionisation grâce à l’analyse des raies spectrales d’impureté Xe.

Ces études ont été publiées dans des revues Science et technologie du plasmaEt Physique des plasmasEt La fusion nucléaireEt Revue des outils scientifiques.

Dans l’ensemble, ce travail contribue à l’avancement de la recherche en physique des plasmas, améliore les capacités de diagnostic de XCS sur EAST et fournit des informations précieuses sur les diagnostics XCS plasma dans des scénarios de réacteurs à fusion.