Peculiarities of the radiometric measurements on Uragan-3M torsatron for RF heated plasma

Abstract

Frequency spectrum (radial profile) of X-mode second harmonic electron cyclotron emission was observed for optically thin plasma produced by Alfvén resonance heating in Uragan-3M torsatron. Radial electron temperature profile within frequency range 31.5–37.5GHz is covered a significant portion of the plasma column radius. Temperature profile derived from “radiation temperature” profile. This procedure neglects multiple reflections of ECE radiation from the torsatron inner structure (mainly from helical coils). We relate the mismatch effect of the ECE radiation data by the strong modification of emission level by plasma opacity (small plasma optical depth) and by the scrambling effect. This effect results from both O-X mode conversion. Electron temperature is calculated from radiation temperature using tokamak approximation for the optical thickness. The difference in ECE and other data is explained using some modification of electron density profile.

Радіаційний профіль електронно-циклотронного випромінювання другої гармоніки з незвичайною поляризацією для оптично тонкої плазми був отриманий під час експериментів зі створення та нагріву плазми на торсатроні УРАГАН-3М в області частот, близьких до альфвенівського резонансу. Відповідний радіальний профіль електронної температури в частотному діапазоні 31.5…37.5 ГГц покриває значну частину плазмового шнура. Різниця між радіаційною і справжньої температури обумовлена малими значеннями плазмової оптичної товщини через невеликі значення густини плазми. Відмінність в отри них даних ЕЦР-випромінювання можна віднести за рахунок зміни рівня прозорості плазми(малі величини оптичної товщини) і за рахунок ефекту переміщення поляризації випромінювання. Температура електронів обчислюється із температури випромінювання, використовуючи наближення токамака для оптичної товщини. Різниця отриманої температури за даними ЕЦР в порівнянні з іншими діагностиками може бути пояснена як наслідок деякої локальної модифікації електронного профілю густини.

Радиальный профиль электронно-циклотронного излучения второй гармоники с необыкновенной поляризацией для оптически тонкой плазмы был получен во время экспериментов по созданию и нагреву плазмы на торсатроне УРАГАН-3М в области частот, близких к альфвеновскому резонансу. Соответствующий радиальный профиль электронной температуры в частотном диапазоне 31.5...37.5 ГГц покрывает значительную часть плазменного шнура. Различие между радиационной и истинной температурами обусловлено малыми значениями плазменной оптической толщины из-за небольших значений плотности плазмы. Различия в полученных данных ЭЦР-излучения можно отнести за счет изменения уровня прозрачности плазмы (малые величины оптической толщины) и за счет эффекта перемещения поляризации излучения. Температура электронов вычисляется из температуры излучения, используя приближение токамака для оптической толщины. Разница полученной температуры по данным ЭЦР по сравнению с другими диагностиками может быть объяснена как следствие некоторой локальной модификации электронного профиля плотности.