Tokamak COMPASS

2D SXR observation of runaway electrons wall interaction in COMPASS experiments.

V Praze máme tokamak s názvem COMPASS a zase se to nějak semlelo, že jsem na něm opakovaně strávil několik dní na měřeních ... zobrazováním rentgenového záření generovaného runaway elektrony pinhole kamerou s Timepixem s paralalním vyčítáním (... no jo, je to kostrbatá věta, ale nevim jak to napsat jinak :) ).
logo_UTEF logo-medipix logo-ipp.png, 12kB

Tokamak COMPASS

Tokamak COMPASS se řadí svými rozměry (hlavní poloměr 0,6 m a výška komory přibližně 0,7 m) k menším tokamakům, umožňujícím operaci s H-módem, který představuje standardní referenční režim tokamaku ITER. Důležité je, že díky své velikosti a tvaru odpovídá plazma COMPASSu jedné desetině (v lineárním měřítku) plazmatu v ITERu. Právě kvůli své relevantnosti byl na podzim roku 2004 COMPASS nabídnut Evropskou komisí a UKAEA Ústavu fyziky plazmatu. Instalace a provoz tokamaku COMPASS řadí Českou republiku mezi země s pokročilým výzkumem vysokoteplotního plazmatu a termojaderné fúze. V současnosti existují v Evropě kromě COMPASSu pouze dva tokamaky s konfigurací podobnou ITERu a H-mód režimem. Jedná se o JET (Joint European Torus) a německý tokamak ASDEX-U (Institut für Plasmaphysik, Garching). JET je momentálně největším experimentálním zařízením tohoto typu na světě.

Experiment

A novel method of detection of runaway electrons interaction with a tokamak vessel based on 2D soft-X-ray Timepix pixel detector pinhole camera. Unlike with traditional methods based on single scintillation detectors or 1D array cameras, we can observe whole spatial pattern of incident high energetic particles which helps to understand particles behaviour.

a) Plasma current reversal Green points are taken in shot with positive plasma current orientation in COMPASS conventions and the red from shots with negative plasma current orientation. b) Changes of Vertical Position Overlapped SXR patterns in the times of maximal plasma displacement 1050ms for three shots. All shots are with reversed plasma current. 4. Comparison with visible and IR images In the time of measurements with Timepix camera there were also in operation of infrared camera with 50Hz time resolution …..(von Dracek) We have compared measurements of Timepix camera with s infrared camera for shots where a double recessed limiter was present in the tokamak as a high field side limiter. SXR camera systematically observe three contact points in SXR while infrared camera only one contact point (see Figure …). This is given by a substantially different typical sizes Larmor radii of thermal plasma electrons and ions (typically less than 1mm ) which determine infrared pattern and Larmor radii of runaway electrons (~1cm). Figure ..: Comparison of the SXR and infrared observed pattern at the same moment of the shot #.... . Second feature which distinguishes SXR pattern and infrared pattern is SXR's independence on material heating and with this connected time smoothing and long decay time after the true heating event occur. SXR gives immediate response of material/wall and sharp frame to frame transitions when the cause of emission suddenly disappear.