Yüksek Sıcaklık Plazma Tanı olarak Kullanım için X-ışını Görüntüleme Kristal Spektroskopisi Uygulanması

Özet

X-ışını spektrumları yüksek sıcaklık plazmalar hakkında bilgi bir zenginlik sağlar. Bu makale uzamsal bir tokamak plazmada orta atom numarası elemanlarının hidrojenkarbonat ve helyum gibi iyonları görüntülemek için kullanılan X-ışını spektrometresi görüntüleme yüksek dalga boyu çözünürlüğü çalışmasını sunuyor.

Özet

X-ışını spektrumları yüksek sıcaklık plazmalar hakkında bilgi zenginliği sağlamak; örnek elektron sıcaklığı ve yoğunluğu için hat yoğunluğu oranlarından anlaşılmaktadır olabilir. Plazma görüntüleme bir Johann spektrometre kullanarak, böyle iyi uzaysal ve zamansal çözünürlüğe sahip yoğunluğu, sıcaklık ve hız gibi plazma parametrelerinin profil oluşturmak mümkündür. Ancak, iyi tanı laboratuvar plazmalar elde edilen X-ışını spektrumları atomik kod modellemesi kıyaslama diğer bağımsız teşhis mevcut olmadığında plazma parametrelerini belirlemek için bu tür spektrumları kullanımını haklı göstermek için önemlidir. Bu yazının Mekansal Çözünürlük Yüksek Çözünürlüklü X-ışını Kristal Görüntüleme Spektrometre (HIREXSR), uzamsal bir Tokamak orta atom numarası elemanlarının hidrojenkarbonat ve helyum gibi iyonları görüntülemek için kullanılan X-ışını spektrometresi görüntüleme yüksek dalga boyu çözünürlüğü çalışmasını sunuyor plazma. Buna ek olarak, bu el yazması gibi iyonlar tanıtmak bir lazer darbe-off sistemi kapsarhassas zamanlama ile plazmaya plazmadaki ulaşım pertürbatif çalışmaları için izin vermek.

Giriş

X-ışını spektrumları yüksek sıcaklık plazmalar hakkında bilgi zenginliği sağlamak; örnek elektron sıcaklığı ve yoğunluğu için hat yoğunluğu oranlarından anlaşılmaktadır olabilir. Eksen dışı plazma görüntüleme bir Johann spektrometre kullanarak, böyle iyi uzaysal ve zamansal çözünürlüğü ^1,2 ile plazma içindeki yoğunluğu, sıcaklık ve hız gibi plazma parametrelerinin profil oluşturmak mümkündür. Bu yazının Mekansal Çözünürlük Yüksek Çözünürlüklü X-ışını Kristal Görüntüleme Spektrometre (HIREXSR), uzamsal bir Tokamak orta atom numarası elemanlarının hidrojenkarbonat ve helyum gibi iyonları görüntülemek için kullanılan X-ışını spektrometresi görüntüleme yüksek dalga boyu çözünürlüğü çalışmasını sunuyor plazma.

HIREXSR Alcator C-Mod, sırasıyla 0.67 m 0.22 m majör ve minör yarıçaplı bir TOKAMAK füzyon cihazda dağıtılır. Genellikle döteryum plazmaları ²⁰ 10 x 0,2-8,0 arasında m ortalama yoğunlukları ile ~ 2 sn süren çalışır ^-3 3 arasında p> ve merkezi elektron sıcaklıkları. Bu koşullar altında, yüksek Z değerli safsızlık elemanlarının orta yüksek oranda iyonize olur, ve önlemler HIREXSR X-ışını aralığı içinde yayılır. İyi teşhis laboratuvar plazmalar elde edilen X-ışını spektrumları atomik kod modellemesi Kıyaslama diğer bağımsız teşhis ⁴ mevcut olmadığında plazma parametrelerini belirlemek için bu tür spektrumları kullanımını haklı göstermek için önemlidir.

Her spektrometre istenen kullanım için inşa edilmiştir. Buna göre, makine ve ilgili kavramlar hakkında genel bir açıklama tamamen bu güçlü araçlar ⁵ kavramak gereklidir. Bir foton bir kristalin bitişik katmanları yansıyan ve dalga boyu katı olan mesafe hareket ederken Bragg yansıması oluşur. 1 bu olguyu tasvir etmektedir. Bu durum n yeniden sipariş denklemi nX = 2 d sin θ _b ile ifade edilirflection, λ fotonun dalga boyu, D kristal ve θ _b bitişik tabakaları arasında ayrım Bragg açısı olmasıdır. Λ ve θ _b arasında bir yazışma A birini gösterir aynı dalga boyuna sahip dedektör uçağı seyahat belirli bir noktada tüm fotonların söyledi. Ancak uygulamada, Bragg açısı sapma olarak tezahür emilim ve hassas sınırlamaları. Bu sallanan ⁶ eğrisi ile temsil edilen önemli bir yapıcı girişim üretmek açıları sadece küçük bir aralık ile sonuçlanır. 2, bir kalsit kristali için bir örnek eğridir Şekil.

HIREXSR bir küresel bükülmüş kristal ⁷ ile Johann spektrometre olduğunu. Cihazın böyle bir tarif etmeden önce, daha basit, yuvarlak spektrometrenin tartışma uygundur. Bu set up kendi Bragg için açılarında gelen fotonları yansıtan bükülmüş kristal oluşurTek X-ışını foton sayma piksel dedektörleri bir dizi koğuşta. Şekil 3'te gösterildiği gibi, kristal ve dedektör Rowland çevreye teğet yerleştirin. Rowland dairenin çapı kristalin kavis yarıçapına eşittir. kristal üzerindeki herhangi bir noktaya çevresi üzerinde belirli bir noktada bütün ışınlar kristal kendisine göre aynı olay açısına sahiptir.

. Şekil 4'te gösterilen HIREXSR, meridyonel düzlemde küresel bükülmüş kristal izin uzaysal çözünürlük olması durumunda, meridional odak noktası F, _m tanımlandığı gibidir: R _° eğrilik yarıçapı _Fm = R _° sin θ _B, kristal. - F _m / cos 2 θ _b f _s =: sagittal odak f _s olarak tanımlanır. Spektrometre Δ x uzamsal çözünürlük verilirtarafından: , L, _C kristal ve plazma arasındaki mesafedir ve D kristal yüksekliğidir. Kristal katmanlar 2 boyutlu boşluk ayrı olduğu için, bir malzeme seçimi, bu göz önüne alınması gerekmektedir. Dedektör yüzeyleri düzlemsel olduğundan, onlar sadece tespit ışınları Rowland çember üzerinde bunlara karşılık gelen noktalar üzerinde tam iniş olmadığı için dolayısıyla hata yol açan bir noktada Rowland daireye teğet olabilir. Fiziksel olarak, bu hiza dedektör belirli enerji foton "bulaşması" olarak tezahür eder. Bu Johann hata olarak tanımlanır L kristalin genişliği olduğu. Dedektör piksel genişliği Ax _p Johann hatası daha büyük ise, spektral çözünürlük bunun bağımsızdır. onlar bir Eğerkarşılaştırılabilir büyüklükte yeniden, daha sonra toplam hata ile tahmin edilebilir . Kristal spektrometresi çözme gücü ile verilir: , nerede . Şekil 5'te gösterildiği gibi, yerine HIREXSR Ancak Rowland daire üzerindeki bir noktaya dedektör teğet yerleştirme detektörü olup, tayf aralığında doğruluğunu kurban biraz açılıdır. Bu hata analizi deneysel olarak doğrulanmış olup, beklenti ⁸ uygundur.

Bir Johann spektrometre tasarlarken dikkate alınması gereken iki önemli parametre vardır. Birincisi, görüntüleme aralığı spektrometre gözlemleyerek ne olacağını belirler. plazmalar eğitim için, poloidal ve toroi kaynaklanan hat kaymalar arasında ayırt etmek için, tüm kesit görünümüdür yüksek ölçüde arzu edilirdal rotasyon. HIREXSR bu bütün plazma görüntüleyebilir şekilde monte edilir, ve doğru toroidal ölçümler için izin vermek için (Şekil 6'da gösterilen) ~8 ° eksen dışı biraz eğimlidir. İkincisi, zaman çözünürlüğü spektrometre kaydedebilirsiniz olaylar arasındaki minimum süre düzenler. Alcator C-Mod için arzu değerleri enerji ve parçacık hapsi süreleri daha kısa 20 altında msn vardır. HIREXSR kullandığı 20 msn ya da daha büyük 6'dan bir zaman çözünürlüğü destekleyen X-ışını sayma piksel detektörleri ^9. Tablo 1 modül özellikleri her özetlemektedir.

Pertürbatif plazma çalışmaları için, Alcator Cı-MOD lazer blöf sistemi hassas zamanlama ¹⁰ birden fazla ablasyon sunmak için kullanılır. lazer Nd: 10'a kadar Hz'de çalışan YAG (neodimyum-katkılı itriyum alüminyum lal taşı). Odaklanır Şekil 7 ve steers gösterildiği gibi lazer uzaktan kumandalı optik trende olayı olduğunuslayt üzerinde istediğiniz yere ışın. Lazerin spot boyutları enjeksiyon plazma bozmayan şekilde kontrol edilmesi gerekir. Uzun bir odak uzunluğu (1.146 mm) olan yakınsak mercek ablasyon spot çapı ~ 0.5 7 mm arasında değişir izin vermek için uzaktan kumandalı bir doğrusal platform ile optik eksen boyunca çevrilmiştir. Hızlı ışın direksiyon 2B piezoelektrik ayna aracılığıyla elde edilir. Bu piezoelektrik sistem RS232 tahrik aynaya monte edilir yetenekli monte edin. Nd ek olarak: YAG lazer, bir 633 nm diyot lazer ana (kızılötesi) kirişin yerini belirtmek için kullanılır. kirişler Önce aynanın doğrusal olan edilmesi için yapılır.

Protokol

1. Uygun Spektral Hatları seçimi

1. . Elde edilen verilerin kalitesini belirleyecek uygun emisyon çizgileri seçin asil gazı emisyon çizgileri elektron sıcaklığı için farklı değerlerde alakalı olacak 8 gösterir Şekil.
   1. iyonizasyon durumu ve hat oranları iyonizasyon, çarpışma uyarma, ışınım rekombinasyon ve dielektrik rekombinasyon rekabet tarafından belirlenir unutmayın. Bu işlemler, plazma sıcaklığı ve yoğunluğu ile değişebilir. Bu varyasyon, örneğin Şekil 9'a bakın.
2. dalga boyu ve ilgi emisyon çizgileri göreli kuvvetlerine diğer yayınlanmış eserlerle bakınız. Bu protokolde, Rice, JE ve ark. (2015) ⁴ karakterize olarak orta Z O gibi iyonları kullanın. Bir örnek spektrumu için bakınız Şekil 10.
3. Onlar co olarak, ana dizi dışında hatlardan uydular incelemek için önemli olduğunu unutmayınÖlçülen ediliyor hatları ile çözülmemiş olması uld. Bazı içsel kirlilikler (vb Fe, Mo, ​​Ti,) her zaman Tokamak plazma bakan yapısı ve bileşenleri mevcut olacaktır. Örneğin, Şekil 11 ikinci bir molibden hattı ile örtüşmektedir beri argon Ly _α1 Ly _α2 hattından daha iyi bir seçimdir göstermektedir.
4. Sıcaklık plazmalar için yaklaşık 0.5-3 keV aralıkları, argon aşağıdaki O-benzeri çizgiler (bütün n dan = 2 geçişler) yakalamak: rezonans (1s ^{2 1} S _0, w - 1s2p ¹ P ₁₎ yasak (z, 1s, ^{2 1S} ₀ - 1s2p ^3S ₁₎ ve intercombination (X, 1s ^{2 1S} ₀ - 1s2p ³ p, ₂ ve Y, 1s ^{2 1S} ₀ - 1s2p ³ P _1). argon n = 2 geçişleri için, H-benzeri spektrum 3.72 Å <λ <3.80 Å ve O-benzeri spectr arasında yatıyorum 3.94 Å <λ <4.00 Å arasında yer alır. Bu spektrumları araziler için Şekil 11 ve Şekil 12 bakınız.

2. HIREXSR Donanım Montaj

1. Montaj ve HIREXSR ^1,2,5 bina ile ilgili detaylar ve özellikleri için ilgili yayımlanmış eserlerinin bakın. Bu bölüm, prosedür en önemli ve kritik adımlar üzerinde durulacak.
2. 8 ° off-diyagonal bir görünüm sağlamak için açılı Alcator C-Mod yarış pisti şeklindeki limanlarından biri Mount HIREXSR.
3. 'H-benzeri spektrumu görüntülemek için bir 4,56215 2B aralığı, 50 mm'lik bir çap ve bir eğrilik 1.385 mm yarıçaplı bir daire (102), -quartz kristal elde.
4. (102), bir 4,56215 2B aralığı ile -quartz dikdörtgen elde edilir, 64 mm kadar bir genişlik ve 27 mm bir yüksekliği o benzeri spektrumu görüntülemek için kullanılır.
5. Yerleştirin ve içinden spektrometrenin konut erişerek HIREXSR konut içinde hem de kristaller monteonun tarafında yer çatlar. Onların düzeni için Şekil 13'e bakın.
6. Aynı kapaktan, bir H-benzeri spektrum için dedektör ve O-benzeri yelpazenin diğer üç saklı spektrometre vücutta belirlenen hareketli bağlar dört dedektörleri cıvata. Bu düzenleme, Şekil 14 'de gösterilmiştir.
7. Dedektör edilene kristallerin merkezi hattı kristalin merkezi θ için Rowland dairenin merkezi çizgi ile _B / 2 θ bir açı yapan şekilde, 125 cm uzakta kristallerinden bağlar yerleştirin _b yelpazenin merkezinde Bragg açısı ölçülür ediliyor. Şekil 5'e bakınız.
   1. Argon unutmayın, H-benzeri kristal θ _b = 60.5 ° kristal kullanılan sonuçlar θ _b = 55,5 ° ve O-benzeri sonuçları kullanılır.
8. Açı dedektörleri maçdeğiştirilmiş bir düzenlemede, Şekil 5'te gösterilen.
   1. Toplanan veriler, deney çalışması sırasında, bilinen bir kaynak karşı kalibre edileceği gibi detektörlerin hassas hizalama, önemli olmadığını not edin.
9. 0.001 "kalın ve 4" çap berilyum penceresini yükleyerek tokamak vakum ayrı HIREXSR en helyum atmosfer. Onun düzeni için Şekil 13'e bakın.
10. berilyum pencerenin arızasına karşı korumak için pencere ve reaktör arasında 10 "vanayı takın.
    1. Yerel basınç spektrometresi ve Tokamak hem zarar görmemesi için 10 mTor üzerine çıktığında gate vana kapatmak gerektiğini unutmayın.
11. Dedektörleri ve kristallerin göreli mesafeler birlikte HIREXSR ve Alcator C-Mod, sırasıyla Şekil 6 ve yukarıdan aşağıya ve yan görünümleri için 15 Bakınız Şekil ve spektrometre ile Tokamak arasında.

3. Lazer Üfleme-off Kurma (LBO) Sistem

1. Lazer blow-off aparatı ¹⁰ inşaat ile ilgili detaylar ve özellikleri için ilgili yayımlanmış eserlerinin bakın.
2. Kalsiyum enjekte etmek, krom 100 Å (malzeme lazer emilimine yardımcı olmak için) 2 mikron _CaF2 slayt almak ve lazer blow-off sisteminde slayt yerleştirin. Bu C-Mod reaktöre erişim gerektirir gibi işlemler günün başlamadan önce, bunu.
3. slayt saatler bir siyah ve beyaz CCD kamera görüntülemek için Alcator C-Mod en kapalı devre kablo TV sistemi 14'e kanal değiştirin. 633 nm diyot lazer nokta slaytta görünür olmalıdır.

4. Plazma Denemenizi Çalıştırma

1. çalışma gün başında, toplamak ve her deneysel çalışma için X-ışını sayma piksel dedektörlerden gelen verileri kaydetmek, ya da "atış" olacak komut başlar. Bu plac belirli dedektör kurulum bağlıdıre. HIREXSR için belirli adımlar burada sunulmuştur.
   1. C-Mod kontrol odasında bir iş istasyonu, bir komut satırı terminali getirmek.
   2. uzaktan xx 07-10 arasında değişmektedir nerede, "ssh -X det @ dec0xx" girerek bir dedektör bağlayın.
   3. "Cd p2_1mod" girerek dizinleri değiştirmek
   4. komutu "runtvx" çalıştırın. Bu metin ile çığ olacak bir pencere açılacaktır.
   5. Metin durduğunda, iki kez basın girin. başlangıç ​​komut dosyası 50 Hz ve eşik enerjisi ~ 2 keV için kare hızını ayarlar. Metnin başka çığ olur ve dedektörler Kalibre başlayacak.
   6. Tüm bu bitene kadar bekleyin ve pencerede "exit" yazın.
   7. Her dedektör 07-10 için tekrarlayın.
2. Gün boyunca, sürekli olarak operasyon süresince yuvaya gaz pompalama hafifçe ortam sıcaklığının üzerinde HIREXSR bir helyum atmosferi korumak. Bu atmosferik X-ışını atten azaltırğerlendirebilecekleri ve kristal termal genişleme.
3. Plazma yaklaşan atış sırasında istenen plazma parametrelerini ulaşmasını sağlamak için bünyesinde mühendislik kadrosu ile işbirliği. Parametreler çekimden çekime değiştirmek ise, her atış arasında mühendislik kadrosu bu iletişim kurar.
   1. Buna ek olarak, bazen çalışma gün boyunca, o gün alınan verilerin kalibrasyonu için mühendislik personelinden bir "kilitli mod" atış isteyin. Reinke ve ark bakın. 2012 ¹ bir kilitli modları açıklama ve nasıl kalibrasyon için kullanılan için.
4. Pertürbatif taşıma çalışmaları için: her çekim, program lazer blow-off sistemi öncesinde istenilen zamanlarda plazma içine geri dönüşsüz kirliliklerin istenen konsantrasyonu _(CaF2, Sc, vs.) enjekte etmek.
   1. slayt ablasyon malzeme miktarını kontrol eden bir lazer spot büyüklüğü, üzerinde karar verin. ablasyon arkadaşı kabaca% 10 Alcator C-Mod, operasyonel deneyimriyali düşük güç sarfiyatı ¹⁰ sırasında plazma çekirdeğine yapar. Tipik spot boyutları 0,5 ila 3,5 mm arasında değişir.
   2. akılda en fazla 10 Hz çalışma hızını tutarak, istenilen firar zamanlamaları belirleyin.
   3. Lazer darbe-off sistemi kontrol GUI istenen nokta boyutunu ve zamanlamaları girin. Örneğin, Rice ve ark., 2013 ¹¹ tarafından taşıma çalışması 3.5 mm 0.5 nokta boyutları çeşitlidir ve enjeksiyonları her 300 msn vardı.
5. tüm çalışmalar için: Plazma başladıktan sonra plazma 0.3 sn içine puf argon gaz vanasını ayarlayın. Puf yaklaşık 0.1 saniye sürer ve yaklaşık 10 ^-4 kat elektron yoğunluğu argon yoğunluğunu yükseltmek gerekir.
6. C-Mod olarak MDSplus kullanan sistemleri için çalışma gün boyunca canlı teşhis verileri görüntülemek için dwscope kullanın.
   1. uygulama menüsünden bir tokamak kontrol odasında iş istasyonu, açık dwscope gelen
   2. anoth gösterilmeleri ilgili teşhis bir veya daha fazla kapsam dosyalarını alıner kullanıcı, ya da (gelişmiş) MDSplus Ağacı Command Language kullanarak özel yenilerini oluşturmak.
   3. ve yüklemek için bir kapsam dosyasını seçin | Click "... Gönderen kullanın Kayıtlı Ayarlarını Özelleştirme". Yararlı bir örnek kapsamı, plasma_n_rot_z.dat, Şekil 16'da dwscope GUI ile gösterilir.
   4. Boş alt çubuğunda metin kutusu bırakın ve verilerin en son shot yüklenecektir.
   5. İstenirse, bir atış numarasını girin ve belirli bir atış veri yüklemek için "Uygula" butonuna tıklayınız.
7. Yaklaşan çekim için tüm hazırlıklar tamamlandı mühendislik operatörleri bilgilendirmek ve plazma tutuşturmak için devam olabilir.
8. plazmayı başlatmak için operatörler için bekleyin ve bunun için sonuna kadar. Alcator C-Mod olarak, başlatma işlemi yaklaşık 3 dakika sürecek ve plazma az 10 saniye boyunca yanacak.
   1. Lazer blow-off sistemi kullanıyorsanız, görsel (Bölüm 3'e bakınız) sürgünün kamera görüntüsü yoluyla slayt ablasyon onaylayın.
9. tokamak sonraki vuruş için devam etmek için soğumasını bekleyin. Alcator Cı-mod, bu işlem 10-15 dakika sürer.
   1. kurmak deneysel herhangi bir değişiklik yapmak ve istenirse onlar, sonradan uygulanabilir, böylece operatörler onları iletişim kurmak için bu kez kullanın.
10. donanım herhangi bir değişiklik isteniyorsa, araştırmacılar tokamak açıp insanların Alcator C-Mod çevresini girmesine izin diğer güvenlik özellikleri devreden hangi sırasında operatörler, bir "hücre erişimi" talep etmesi gerektiğini unutmayın. Aksi takdirde, sınırsız erişim öncesi ve çalışma gün sonra kullanılabilir. reaktörün yakınında çalışırken Hardhats daima giyilmelidir.
11. çalışma gün sona erdiğinde istenilen plazma teşhis yorumlayan önce olduğu gibi dwscope kullanın.
    1. veriler de programlı farklı diller için farklı MDSplus API'leri aracılığıyla erişilebilir olduğunu unutmayın.

5. KalibrasyonHIREXSR Kilitli Modu Veri THACO Kullanılması

1. Hat entegre ¹² olan HIREXSR verileri tersine çevirmek için HIREXSR Analizi Kodu (THACO) kullanın. Bu adımların hepsi için referans ve ayrıntılı dökümü MİT Plazma Bilim ve Fusion Merkezi (PSFC) online kütüphane yayınlanmamış THACO Kılavuzunda online olarak bulunabilir. Bu bölüm kalibrasyon sürecinin ardından ilk kez kurulum ve THACO başlatılması kapsar.
2. THACO PSFC ağa bağlı bir makinede ilk kez kullanmak için THACO kurmak için Alcator C-Mod wiki sayfasındaki yönergeleri izleyin. Ayrıca ağ yöneticisinden SPEKTROSKOPİ ağacına yazma erişimi talep gerekebilir.
3. IDL komut satırı arayüzü başlatmak için bir komut satırında 'IDL' girin.
4. IDL itibaren, THACO başlatmak için 'thaco.bat @' girin.
5. veri kalibrasyonu için kullanılacak kilitli modu tanımlar.
   1. Bir web tarayıcısı açın ve PSFC defterine gidin.
   2. Tıkla " özel sorgu "düğmesi arama sayfası ekrana getirmek için.
   3. özel sorgu metin kutusuna, metin içeren günlük girdileri kilitli getirmek için yymmdd çalışma gününün yıl / ay / gün, " '1yymmdd %%%' ve metin gibi '% kilitli mod%' GİBİ SHOT" girin modu.
   4. günlük girişlerini kilitli modu çekilen sayısını belirlemek ve kilitli mod başlangıç ​​/ bitiş süreleri not edin.
   5. Kilitli mod bazal olan elektron sıcaklığı ¹³ belirlenmesi gibi çizgi oranlarını içeren olduğu gibi, tüm teşhis için kesinlikle gerekli değildir, ancak Bragg açısı genişleyen nedeniyle kristal kafes günden güne kayabilir beri yüksek ¹⁴ müteahhitlik / önerildiğini unutmayın .
6. THACO GUI, metin alanının "(AKTİF) SHOT" numara vuruldu kilitli moduna girmek ve enter tuşuna basın.
7. lütfen "BAŞLANGIÇ W_HIREXSR_CALIB" basın ve kalibrasyon widget'ı başlatın.
   1. Pencere th"SHOT" etiketli alan kilitli mod vurdu numarayı içerdiğini kadar pops de, emin olun, ve "MODÜL" in sayısının dikkat ediniz. herhangi bir değişiklik herhangi bir alanda yapıldıktan sonra enter tuşuna basın.
   2. Pencerenin üst üçte "LOAD" düğmesini tıklayın ve veri yüklenecek bekleyin.
   3. Pencerenin orta üçte "LOAD" tıklayın ve daha fazla veri yüklenecek bekleyin.
   4. veriler başarıyla yüklenir ve fit elips iyi bakarsanız kilitli mod çekim zaten kalibre edilmiş olarak, "MODÜL" alanına (1-4) farklı bir sayı ile kalibrasyon adımı tekrarlayın.
   5. Tüm modüller (1-4) zaten kalibre edilmiş ise, atış zaten kalibre beri kalibrasyon ve dedektör hizalama adımları atlayın ve Bölüm 6 doğrudan geçin.
8. Pencerenin sağ üst köşesindeki uygun seçeneği seçerek spektral uydurma başlayın. Sadece H-benzeri ve Ar O-benzeri ve Ca bir tayfıŞu anda kutunun dışında desteklenir yeniden.
   1. "T1 =" ve defterine belirtilen sırasıyla kilitli mod başlangıç ​​/ bitiş kez "t2 =" alanları ayarlayın.
   2. sol üst ilgi spektral çizgileri gözle görülür çözümlenir sadece bölgeyi içeren spektrum üzerine bindirilmiş kesik beyaz çizgilerle gösterilen, uyum bölgeye kadar sürgü "YÜKSEK FIT" "DÜŞÜK FIT" ve Taşı.
   3. "FIT / SAVE SPECTRA" düğmesini tıklayın ve uydurma işlemi tamamlamak için bekleyin.
   4. uydurma süreci tamamlandıktan sonra görsel olarak spektral uyan tüm denetleme GUI orta üçte yanında, "SPEC" sürgüsünü veya sağ / sol okları kullanılır.
   5. Herhangi bir kötü kaldırın veya aykırı "SPEC" kaydırıcısının yanındaki "KÖTÜ" onay kutusunu işaretleyerek uyuyor. Bilinen spektrumları karşılaştırılmak üzere adım 1.3 bulundu eserler başvuru. Örneğin, O-benzeri Ca spektrumları Şekil 10 benzer.
9. GUI alt üçte istenen hattı (w, x, y, z) seçerek elips uydurma başlayın.
   1. "FIT elips" düğmesini tıklayın ve elips spektral nöbetleri için uygun olması için bekleyin.
   2. elips görsel uyum spektrumları maçları kadar "DÜŞÜK" "YÜKSEK", ve "Outl" sürgü hareket ettirin. Elips titiz bir doğrusal olmayan en küçük kareler yöntemi MPFIT ¹⁵ ile uyum vardır.
   3. Bitince "SAVE Elips" düğmesini tıklayın ve bir sonraki istenilen hattı ile işlemi tekrarlayın.
   4. tüm hatlar uygun olmuştur zaman girin henüz kalibre ve basın olmamıştır farklı bir modül (1-4) "MODÜL" değiştirmek ve adım 5.7.1 tekrar devam edin.
   5. Bütün modüller kalibre edildiğinde, Widget kapatmak için "QUIT" tuşuna (değil 'x') tıklayın.
10. Dedektör hizalama widget'ı başlatmak için düğmeye "BAŞLANGIÇ W_HIREXSR_DET_ALIGN" tuşuna basın.
    1. "SHOT" alanında, önceden kalibre ve enter tuşuna basın edilmiş bir son bilinen kilitli modu çekim numarasını girin. "MODÜL" alanına not alın.
    2. "LOAD" düğmesini tıklayın ve veri yüklenmesini bekleyin.
    3. Sol alt köşede, "DEDEKTÖRÜ POZİSYONU" panelinde tüm kaymak değerlerini yazınız.
    4. "SHOT" alanında, kilitli modu çekim sayısı kalibre edilen ve enter tuşuna basın girin.
    5. "LOAD" düğmesini tıklayın ve veri yüklenmesini bekleyin.
    6. değerleri her değişiklikten sonra enter tuşuna basarak aşağı daha önce "DEDEKTÖRÜ POZİSYONU" paneline yazılı girin.
    7. Dairesel artıklar tamamını veya en yeşil çubuğu içinde yalan kadar sürgü aracılığıyla ya da manuel olarak metin kutularının değerleri değiştirerek, ya "DEDEKTÖRÜ POZİSYONU" panelinde değerleri değiştirin.
    8. henüz hizalanmış olmamıştır modülü (1-4) ve p "MODÜL" alanını değiştirinArş girin. Sonra adım 5.10.1 devam edin.
    9. Bütün modüller hizalanmış edildiğinde, Widget kapatmak için "QUIT" tuşuna (değil 'x') tıklayın.
    10. Kalibrasyon şimdi yapılır; kilitli mod atış ile Bölüm 6 geçin.

THACO kullanma HIREXSR Verilerinin 6. İleri Analiz

1. Hat entegre ¹¹ olan HIREXSR verileri tersine çevirmek için HIREXSR Analizi Kodu (THACO) kullanın. Bu adımların hepsi için referans ve ayrıntılı dökümü MİT Plazma Bilim ve Fusion Merkezi (PSFC) online kütüphane yayınlanmamış THACO Kılavuzunda online olarak bulunabilir. Bu profil verileri görüntülemek için gerçek inversiyon süreci kapsar.
2. ilgi çekim için çekim sayısını belirler.
3. THACO GUI, atış sayısına alan "(AKTİF) SHOT" set ve enter tuşuna basın. GUI altındaki günlüğüne değişikliği kabul etmelidir.
4. Ilgi spektral satırı seçin alanını ayarlayın &# 34;. Ilgi hat numarasına LINE "argon için, bu genellikle H-benzeri lya1 hattı için O-benzeri z hattı için 2 ve 3 olacaktır.
   1. satır numaraları mevcut tüm listelemek için "LİSTE THACO HATTI NUMARALARI" tıklayın.
5. GUI üst kısmında "kutulamanın" sekmesine tıklayın.
   1. THACO Ağacı (THT) durumunu kontrol etmek için "THT Durumunu Gör" seçeneğini tıklayın. GUI alt kısmı mevcut tüm THACO ağaçları oturum açması gerekir.
   2. kullanılabilirliği yer almayan ilk numaraya alan "Yeni THACO ağacı (THT) numarası" olarak ayarlayın.
   3. Yeni THT böylece önceki analiz yazılmaz oluşturmak için "CREATE" düğmesine tıklayın.
   4. "THT arama hizmetimizle" yi tıklayın yeniden kullanılabilir thts listesini yenilemek için.
   5. Bir sonraki yeni oluşturulan THT numarasına "(AKTİF) SHOT" alanına "THT" alanını değiştirin ve enter tuşuna basın. GUI günlüğü bu eylemi kabul etmelidir.
6. t Eğero anki çekim kilitli mod, GUI üst kısmında "CALIB" sekmesine tıklayın değildir.
   1. kilitli moda "Shot itibaren Kalibrasyon Verileri" olarak değiştirin verileri kalibre etmek için kullanılır.
   2. Kalibrasyon üzerine kopyalamak için "KOPYA" düğmesine basın.
7. Yine "kutulamanın" sekmesini tıklayın.
   1. Özel binnings alma yönergeleri için THACO kılavuzuna başvurun.
   2. Bir önceki analizden binning kopyalamak için, kendi alanlarında içine atış / THT girin "KOPYA" düğmesi ile panelde (her değişiklikten sonra enter tuşuna basarak).
   3. binning üzerinde Kopyala: "ŞUBE A" seçin ve "KOPYALA" a tıklayın, ardından "ŞUBE B" seçin ve tekrar "KOPYALA" tıklayın.
8. GUI üst kısmında "PROFİLLERİ" sekmesini tıklayın.
   1. Bu bölümde mevcut gelişmiş özellikleri nasıl kullanılacağı hakkında talimatlar için THACO kılavuzuna başvurun.
   2. Aksi takdirde, atış girin / THT frokendi alanlarında içine ma önceki analiz üst paneldeki (her değişiklikten sonra enter tuşuna basarak).
   3. "LOAD İYİ" butonuna ardından "LOAD RHO" düğmesini tıklayın.
9. "RUN THACO" düğmesini tıklayın ve THACO inversiyon süreci başlayacak. Bu bir kaç dakika sürebilir.
10. THACO aslında bu süreçte bağımsız bir dizi adım geçiyor unutmayın: Daha sonra hat-entegre veri tersini, çizgi entegre profil verilerini hesaplamak için bu anları kullanarak, çeşitli hatların anları hesaplamak için spektrumları üzerinde çok Gauss uyum çalışan en küçük kareler yöntemi ile. sorun giderme için yararlıdır bu adımları Intermediate çıktılar, anlarda bulundu ve widget'lar profilleri olabilir. Ilgilenen kullanıcılar bu adımlar ve nasıl inversiyon süreci üzerinde ince taneli kontrolü için bu aletler kullanma hakkında daha fazla bilgi için THACO kılavuzuna bakmak için teşvik edilmektedir.
11. inversiyon işlemi fini kez"PROFİLLER" sekmesi tıklayın "LAUNCH_W_HIREXSR_PROFILES" dan görsel olarak o kız profillerini kontrol edin.
    1. altındaki "Ağaç I / O" panelinde "LOAD" butonuna basın ve veri yüklenmesini bekleyin.
    2. Otomatik işlem başarısız olursa, bulmak "İÇİN inversiyon DO" ve "ALL" hızlı bir şekilde tüm inversiyon yinelemek için tıklayın.
    3. El ile karelerini değiştirmek için alt kısımdaki "ZAMAN" sürgüsünü kullanarak sağda ters profilleri inceleyin.
    4. Soldaki aykırı kanalları seçmek için yanındaki "CH #" ile / + düğmeleri ve işaretini kaldırın - (örneğin, negatif sıcaklıklar, kenar, vb doğru Fiziksel olmayan geçişlerini), kullanmak yanlış gibi görünen herhangi bir ters profil varsa "İYİ" seçeneği inversiyon adım bunları kaldırmak için.
       1. emisyon belirsizlik yüksek olacak şekilde kenarına doğru zayıf olma eğiliminde olduğunu unutmayın; Ancak, ters sıcaklık hala bir (şart değil) küçük z gitmelikenarında ero değer.
    5. Bul "İÇİN inversiyon DO" ve mevcut çerçeve profilini ters çevirmek için "GÜNCEL" düğmesine tıklayın. ters profil doğru görünüyor kadar kaldırarak outliers tekrarlayın.
    6. Veri tatmin edici görünüyor sonra basın "SAVE".
    7. Verileri incelemek için profil widget kullanın.
12. İstenirse, farklı spektral çizgilerinin inşa profillerini karşılaştırmak için "KARŞILAŞTIR" sekmesinde "BAŞLANGIÇ W_HIREXSR_COMPARE" tıklayın. Plazma çekirdek sıcaklığı O-benzeri emisyon sollamak argon H-benzeri emisyon için yeterince sıcak olduğunda bu yararlıdır ortak bir senaryodur.
13. veriler de programlı farklı diller için farklı MDSplus API'leri aracılığıyla erişilebilir olduğunu unutmayın. İlgili yolları için THACO kılavuzuna başvurun.

Sonuçlar

O-benzeri argon spektrumu için bir kez bin piksel dedektör bir temsilci veri örneği Şekil 17'de gösterilmiştir. Küresel kristal bir eliptik şekle bükülmüş spektral çizgiler, açıkça görülebilir. Üst dedektörü kırık dedektör paneli vardır, ve dedektörler tüm dağılmış bazı ölü piksel vardır. Kırık dedektör panelinden elde edilen veriler göz ardı edilmemelidir. Ölçülen spektrumları ve tek bir akor fazla THACO tarafından yapı...

Tartışmalar

Bu teknikle üretilen veriler Deneysel çalışmalar bir çok çeşitli kullanılabilir. İyon sıcaklık ve toroidal hız profilleri içsel kendi ürettiği plazma rotasyon ve yerel olmayan pertürbatif etkileri dahil ulaşım çalışmaları, geniş bir yelpazede kullanılabilir. Howard ve diğ., 2011 ¹⁰ yapıldığı gibi lazer blöfü yoluyla enjekte kirliliklerin spektrumları ölçülmesi de, plazmada kirliliklerin ulaşım hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Bu zamanda, x-ışını gör?...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
PILATUS 100k Detector System	DECTRIS	100k	Superseded by newer PILATUS3 detectors
Bragg Crystals	Kurchaov Institute	Custom Part
CaF2 Slides	LeBow	Custom Part
High Purity Argon	Airgas	AR HP300	Any high purity argon should work
Be window	Brush Wellman Electrofusion Products / Motion Hightech	Custom part