Měření elektronové teploty pomocí kolejnicové sondy na tokamaku GOLEM

Abstract

Bakalářská práce se věnuje problematice měření parametrů okrajového plazmatu novým typem sondy, takzvanou kolejnicovou (rail) sondou. Výhodou této sondy je, že díky své konstrukci dokáže odolat i extrémně vysokým tepelným tokům a současně se chová jako Langmuirova sonda pro určitý nenulový úhel dopadajících magnetických siločar. Práce shrnuje základy fyziky Langmuirovy sondy a stěnové vrstvy. Vyvinutý a zkonstruovaný manipulátor umožňuje naklánění hlavice, která obsahuje rail sondu, klasickou Langmuirovu a také ball-pen sondu. Komparativní měření elektronové teploty pomocí všech uvedených sond prokazuje dobrou vzájemnou shodu. Dále je zkoumána závislost získaných parametrů plazmatu na úhlu náklonu hlavice. Naměřená data jsou srovnána s 2D PIC simulací provedené pro tokamak GOLEM. Tyto 2D PIC simulace budou nezbytnou součástí vývoje rail sondy pro tokamak COMPASS Upgrade.

This bachelor thesis is devoted to the problem of measurement of edge plasma parameters with a new type of probe, the so-called rail probe. The advantage of this probe is that thanks to its design it can withstand extremely high heat fluxes and at the same time behaves as a proud Langmuir probe for a certain non-zero angle of incident field lines. The thesis summarises the fundamental physics of the Langmuir probe and sheath expansion. A manipulator was developed and constructed to allow tilting of the probe head, which includes a proud Langmuir probe and a ball-pen probe in addition to the rail probe. Comparative measurements of the electron temperature using all of these probes are presented and show conformity. The dependence of the obtained plasma parameters on the head tilt angle is also investigated. The measured data are compared with a 2D PIC simulation performed for a GOLEM tokamak. These 2D PIC simulations will be an essential part of the rail probe's development for the COMPASS Upgrade tokamak.