HL-2A托卡馬克裝置上CXRS診斷系統(tǒng)中觀測視線的研究

　　在HL-2A托卡馬克裝置上CXRS診斷系統(tǒng)的光譜診斷及其相關研究中，觀測視線的確定至關重要。以CII為基準，利用MATLAB編程對中性束的實驗數(shù)據(jù)進行擬合，根據(jù)多普勒頻移的理論及相關計算確定觀測視線與中性束源的夾角，進而通過空間幾何的方法計算出該視線與中性束的交點，從而確定了觀測視線。

　　由于核聚變裝置的等離子體溫度極高，使得其診斷手段受到極大的限制。在等離子體的診斷中，光譜診斷主要分為兩大類：主動光譜診斷和被動光譜診斷。被動光譜診斷就是不向等離子體注入外來粒子，直接接受等離子體自身反應所發(fā)射出來的光譜。HL-2A托卡馬克裝置上的CXRS診斷系統(tǒng)，則采用主動光譜診斷的方法，利用注入的中性束與等離子體反應后的復合光譜來研究等離子內(nèi)部的反應情況。在HL-2A托卡馬克裝置上CXRS診斷系統(tǒng)的光譜診斷及其相關研究中，很多地方都會涉及到觀測視線，有些涉及到其方向向量，有些涉及到其方程，有些涉及到中性束與它的夾角以及中性束與其交點處的半徑值。例如，在利用復合光譜背景光譜測量有效電荷數(shù)以及在編寫一些擬合程序時都會涉及到觀測視線。因此，CXRS診斷系統(tǒng)中觀測視線的確定是至關重要的。本文以CII為基準對利用MATLAB編程中性束的實驗數(shù)據(jù)進行擬合，根據(jù)多普勒頻移的理論以及一些數(shù)學知識來確定出觀測視線與中性束源的夾角，再通過空間幾何的相關知識計算出視線與中性束的交點，這樣就確定了觀測視線。

1、HL-2A裝置上CXRS診斷系統(tǒng)及物理模型

　　在HL-2A 裝置上的CXRS診斷系統(tǒng)中，有四個中性束注入源，四個源的位置及注入方向如圖1所示。

　　在圖1(a)的(u，v，w)坐標系中，Q1、Q2、Q3、Q4分別表示一、二、三、四號源的注入中心直線上的點。Q1、Q2、Q3、Q4這四個點在一個平面上，點Q 是四個點的幾何中心;點S12和點S34分別是和一、二號源和三、四號源中性束注入直線在真空室中的交點，點S1是他們的對稱點;同樣的，點S14和點S23分別是一、四號源和二、三號源中性束注入直線在真空室中的交點，S2是他們的對稱點。同時，點Q，S1，S2在一條直線上，以上各點在(u，v，w)坐標系中的坐標如表1所示。

圖1　四個中性束注入源，四個源的位置及注入方向

表1　四個源在(u，v，w)坐標系中的點的坐標

4、結論

　　由于前面已經(jīng)得出了已知觀測點A 的坐標，根據(jù)表4，4-14通道與一號源中性束交點的坐標也已經(jīng)被確定，根據(jù)兩點確定一條直線原理，便得到了這11個通道的11條觀測視線。從上表的計算結果可以看出，4-14通道與中性束交點的坐標以及交點坐標處的環(huán)向半徑值的變化是有規(guī)律的。從4-14道環(huán)向半徑值依次減小，這與實際情況相符。