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

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Profils réversibles de vitesse de spin et de température des ions par XCS par rapport à la spectroscopie de recombinaison par échange de charge (XCRS). 1 crédit

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.

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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.

A gauche : raies spectrales typiques mesurées par XCS à l’est. A droite : Profils d’intensité des impuretés W44+. 1 crédit

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.

Plus d’information:
Zichao Lin et al, Techniques de réflexion pour obtenir des profils de vitesse de rotation locale et de température des ions pour la cristallographie aux rayons X à l’est, Science et technologie du plasma (2023). DOI : 10.1088/2058-6272/acc503

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ZC Lin et al, Observation préliminaire de la suppression des impuretés de tungstène avec ECRH sur l’axe par spectroscopie cristallographique aux rayons X de l’Est, Physique des plasmas (2023). doi : 10.1063/5.0131596

Dian Lu et al, Observations of xenon spectra on an EAST X-ray cristallography spectrometer for high-temperature plasma diagnostics, La fusion nucléaire (2023). DOI : 10.1088/1741-4326/acbdae

Dian Lu et al, Étude de la conception d’un spectromètre cristallographique d’imagerie par rayons X pour un réacteur de test d’ingénierie de fusion chinois, Revue des outils scientifiques (2021). DOI : 10.1063 / 5.0040527

Liang He et al, Mesure des spectres d’impuretés de tungstène à l’aide d’un spectromètre à rayons X à double cristal à l’Est, Science et technologie du plasma (2020). DOI : 10.1088/2058-6272/ab84ee

Informations sur la revue :
Revue des outils scientifiques


Physique des plasmas


Delphine Perrault

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