Optimalizace zpracování dat z diagnostiky Thomsonova rozptylu na tokamaku COMPASS

Abstract

Diagnostika Thomsonova rozptylu (TS) je jednou z klíčových diagnostik na současných i plánovaných tokamacích do budoucna. Vysoké nároky a složitost diagnostiky vynahrazuje neocenitelná schopnost měřit profil elektronové teploty a hustoty, aniž by docházelo k narušení plazmatu. V první části práce jsou shrnuty teoretické poznatky z teorie TS. Následně je představena realizace diagnostiky na tokamaku COMPASS. Druhá část je věnována procesu zpracování dat a inovativním příspěvkům ke kalibracím diagnostiky. Implementace dílčích segmentů detailně analyzovaného algoritmu zpracování dat, zahrnující komplexní proces souboru kalibrací, fitování hrubých dat z rychlých datových sběrů a vlastní výpočet elektronové teploty a hustoty, je zde popsána. Ověření získaných dílčích i finálních výsledků nově implementovaného systému je provedeno porovnáním s výsledky současného zpracování dat. V rámci závěrečné části zabývající se optimalizací prostorové kalibrace diagnostiky metodou ?split-fibre? byla zjištěna korelace mezi pohybem obrazu laserového pulsu po svazku sběrných optických vláken a vibracemi sběrné optické soustavy.

The Thomson scattering (TS) diagnostic is one of the key diagnostics used on both recent and planned for the future tokamaks. Its complexity and high demanding character are balanced by its invaluable ability to measure electron temperature and density profiles without perturbing the plasma. In the first part the theoretical background of TS is covered and the realization is demonstrated on the TS diagnostic on the COMPASS tokamak. Second part is devoted to the data processing system and innovative contributions to the diagnostic?s calibration. The implementation of individual segments of the deeply analysed data processing algorithm, including complex calibration process, fitting of the raw data from the fast data acquisition and the very calculation of electron temperature and density, is described. The system performance is validated comparing both partial and final results with the current processing unit. Within the last section, concerning optimization of the spatial calibration method called ?split-fibre?, the correlation between the movement of laser beam image on the collection fibre bundle and vibrations of the collection optics was found.