Influence of the photodiode spectral sensitivity on the temperature estimation by sxr using thin filtering foils in Uragan-3M

Abstract

Soft X-ray (SXRƚ diagnostics is routinely used in Uragan-3M (U-3M) torsatron. One of the SXR diagnostic applications is based on the plasma temperature estimation. The ratio of SXR signals passed through two different foils depends only on the plasma temperature and can be used for its estimation. An influence of spectral sensitivity of the photodiode on the two foils temperature estimations technique is considered in present work numerically. The influence is negligible in the case of the flat sensitivity in the energy range 5…500 eV in the case of thin 1.5 ⁄ 2.25 μm Al foils. In the opposite case of very low spectral sensitivity in 5…500 eV range and its increase at the 1 keV range the signals ratio can be very high. This result can explain high signals ratio experimentally observed in Uragan-3M stellarator, where photodiodes with unknown spectral sensitivity were used.

Діагностика плазми на базі м’якого рентгенівського випромінювання завжди використовується на торсатроні Ураган-3М. Одним з діагностичних застосувань цієї діагностики є оцінка температури плазми. Співвідношення сигналів м’якого рентгенівського випромінювання, що пройшли через дві різні фольги, залежить тільки від температури плазми і може використовуватися для її оцінки. Чисельно розглянуто вплив спектральної чутливості фотодіода на методику оцінки температури плазми методом двох фольг. У випадку плоскої спектральної чутливості в діапазоні енергій 5…500 еВ і тонких 1,5 ⁄ 2,25 мкм алюмінієвих фольг цей вплив незначний. У випадку дуже низькою спектральної чутливості в діапазоні 5…500 еВ і її підвищення в діапазоні 1 кеВ співвідношення сигналів, що пройшли через дві фольги може бути дуже високим. Цей результат може пояснити високе співвідношення сигналів м’якого рентгенівського випромінювання, що експериментально спостерігалося в стелараторі Ураган-3М, де використовувалися фотодіоди з невідомою спектральною чутливістю.

Диагностика плазмы на базе мягкого рентгеновского излучения постоянно используется на торсатроне Ураган-3М. Одним из диагностических приложений этой диагностики является оценка температуры плазмы. Соотношение сигналов мягкого рентгеновского излучения, прошедших через две разные фольги, зависит только от температуры плазмы и может использоваться для ее оценки. Численно рассмотрено влияние спектральной чувствительности фотодиода на методику оценки температуры плазмы методом двух фольг. В случае плоской спектральной чувствительности в диапазоне энергий 5…500 эВ и тонких 1,5 ⁄ 2,25 мкм алюминиевых фольг это влияние незначительно. В случае очень низкой спектральной чувствительности в диапазоне 5…500 эВ и ее повышения в диапазоне 1 кэВ отношение сигналов, прошедших через две фольги, может быть очень высоким. Этот результат может объяснить высокое соотношение сигналов мягкого рентгеновского излучения, экспериментально наблюдаемое в стеллараторе Ураган-3М, где использовались фотодиоды с неизвестной спектральной чувствительностью.