Detektory Czerenkowa
Tytuł projektu w języku polskim: Detektory typu Czerenkowa jako dodatkowa diagnostyka w tokamakach w badaniach ograniczania elektronów ucieczki i w walidacji modeli generacji tych elektronów.
W ramach projektu opracowano detektory oparte o wykorzystanie efektu Czerenkowa przy badaniach wiązek szybkich elektronów związanych z przygotowaniem eksploatacji tokamaków średniej wielkości. Zadanie to jest fragmentem działań międzynarodowego konsorcjum EUROfusion (kontynuującego poprzednie programy asocjacji EURATOM). W ramach omawianych działań NCBJ prowadzi badania takich elektronów w układach typu tokamak – polegające na projektowaniu, przygotowaniu i przeprowadzeniu pomiarów wiązek elektronów jedno- i wielokanałowymi sondami Czerenkowa podczas kampanii pomiarowych na europejskich układach doświadczalnych.
Celami głównymi koordynowanej przez stronę polską części programów międzynarodowych jest ulepszenie technik diagnostycznych umożliwiających pomiar tzw. elektronów ucieczki, w szczególności przez rozwój konstrukcji opartych na wykorzystaniu efektu Czerenkowa oraz walidację uzyskiwanych przy ich pomocy wyników eksperymentalnych. Udoskonalenia diagnostyki mają służyć do stworzenia mapy warunków i parametrów wyładowania, przy których wiązki elektronów są generowane na tokamakach, oraz do weryfikacji modeli teoretycznych oraz studiów porównawczych z wynikami uzyskanymi na innych układach i z wykorzystaniem innych metod diagnostycznych.
W ramach prac przygotowano szereg sond, z radiatorami diamentowymi pokrytymi cienką warstwą metaliczną interlayer, a następnie filtrami z molibdenu. Badane były także radiatory z azotku aluminium (AlN) pokryte filtrem z tytanu. Umieszczone na manipulatorach posuwu liniowego sondy wprowadzane są na określoną odległość w pobliże sznura plazmowego wyładowania w tokamaku. Przeprowadzane kalibracje sond źródłem elektronów pozwalają na wyznaczenie zależności pomiędzy gęstością prądu elektronowego padającej wiązki a wartością rejestrowanego sygnału z emisji promieniowania Czerenkowa – co umożliwia zgrubne oszacowanie prądu elektronów ucieczki w czasie pomiarów prowadzonych w komorze tokamaka. Uzyskane wyniki pomiarów doświadczalnych umożliwiają analizę korelacji między sygnałami sondy a innymi diagnostykami (między innymi twardego promieniowania rentgenowskiego i promieniowania synchrotronowego) oraz rozwojem niestabilności magnetohydrodynamicznych tworzenia tzw. wysp magnetycznych.
Opracowana konstrukcja sond Czerenkowa została wykorzystana do pomiarów wykonanych na tokamakach CASTOR w Pradze, TORE-SUPRA w Cadarache (Francja), ISTTOK w Lizbonie, FTU we Frascati (Włochy) z limiterem kapilarnym z ciekłym litem, COMPASS w Pradze, TCV w Lozannie.
Źródło (a) finansowania: EUROfusion
Kierownik projektu: Dr hab. inż. Marek Rabiński
Członkowie konsorcjum: