23612

NUC2 211

كارشناسي ارشد

مهندسي هسته اي - گداخت هسته اي

فيزيك

دي‌ماه 1402

72 ص.

محمد علي عسگريان

تداخل‌سنج , ميكروموج , موج‌بر , چگالي الكتروني , توكامك الوند , بسامد

همراه هر دستگاه توكامك، لازم است از ابزارها و روش‌هايي براي مشخص كردن پارامترهاي اساسي پلاسما مانند دما و چگالي استفاده شود.يك نمونه از اين ابزارهاي تشخيصي، سامانه‌ي تداخل‌سنج ميكروموج توكامك الوند استكه يك سامانه‌ي تشخيصي وتر مركزي مبتني بر امواج الكترومغناطيسي هست. دليل استفاده از اين سامانه‌ اين است كه چنين دستگاه‌هايي برخلاف دستگاه‌هاي تشخيصي تماسي مانند پروب‌هاي الكتريكي، امكان اندازه‌گيري پارامترهاي اساسي را در مركز پلاسما به همراه دارد. از سوي ديگر به دليل عدم تماس مستقيم با پلاسما، كمترين اختلال و بيشترين قدرت تفكيك را درپلاسماي توكامك دارند. به‌طوركلي ما مي‌خواهيم از اين دستگاه ويژگي‌هاي چگالي الكتروني توكامك ازجمله متوسط خطي چگالي و اُفت‌وخيز چگالي كه نقش مهمي در توسعه و كنترل پلاسماي توكامك دارند را بيابيم. در اين پايان‌نامه امكان‌سنجي و ارتقاء سامانه‌ي تداخل‌سنج ميكروموج توكامك الوند انجام شد.برايبه‌روزرساني اين دستگاه، سيستم انتقال موج مورد بررسي قرار گرفت و با استفاده از نرم‌افزار شبيه‌سازي كامسول دو موج‌بربا سطح مقطع دايره‌اي با ابعاد0.239 سانتي‌متر و با بسامد قطع 73.552 گيگاهرتز و دامنه‌ي بسامد84.80-116 گيگاهرتزو موج‌بر مستطيلي با ارتفاع 0.127 سانتي‌متر و عرض 0.254 سانتي‌متر و با بسامد قطع 59.055 گيگاهرتز و همچنين بسامد ورودي 73.80-112.00 گيگاهرتزشبيه‌سازي شد. در مركز موج‌بر قطبش و ميدان الكتريكي بيشينه‌ي مقدار خود هستش و با دور شدن از مركز با كاهش شدت ميدان الكتريكي روبه‌رو هستيم و موج‌بر 99 درصد توان را انتقال مي‌دهد، همچنين بسامد قطع محاسبه شده با اختلاف ناچيزي نسبت به استاندارد جهاني EIA محاسبه شده است. با مقايسه‌ي دو موجبر مشخص شد موجبر با سطح مقطع مستطيلي به دليل بسامد قطع پايين‌تر در باند بسامدي W، براي استفاده در سامانه‌ي تداخل‌سنج وتر مركزي ايده‌آل‌تر مي‌باشد. با توجه به پارامترهاي توكامك الوند مقايسه‌اي بين اين دستگاه و توكامك آديتيا در كشور هندوستان انجام شد و پيشنهاداتي در رابطه با ارتقاء سامانه‌ي تداخل‌سنج ميكروموج ارائه شده است.

Interferometer , Microwave , Waveguide , Electron density , Alvand Tokamak , Frequency

Feasibility of upgrading and updating microwave waveguide systems in tokamak

مهندسي هسته‌اي

Along with any tokamak device, it is necessary to use tools and methods to determine the basic plasma parameters such as temperature and density. An example of these diagnostic tools is the Alvand Tokamak microwave interferometer system, which is a central chord diagnostic system based on electromagnetic waves. The reason for using this system is that such devices, unlike contact diagnostic devices such as electric probes, allow the measurement of basic parameters in the center of the plasma. On the other hand, due to the lack of direct contact with the plasma, they have the least disturbance and the highest resolution power in the tokamak plasma. In general, we want to find out the features of the tokamak electron density from this device, including the linear average of the density and the density peak, which play an important role in the development and control of the tokamak plasma. The effect of this thesis is the feasibility and improvement of Alvand Tokamak microwave interferometer system. In order to update this device, we checked the wave transmission system and using the simulation software of Comsol, two waveguides with a circular cross-section with dimensions a=0.239 [cm] and with a cutoff frequency of 73.055 [GHz] And the frequency range is 84.80-116.00 [GHz] and we simulated a rectangular waveguide with a height of 0.127 [cm] and a width of 0.254 [cm] with a cut-off frequency of 59.055 GHz and an input frequency of 73.80-112.00 [GHz].In the center of the waveguide, the polarization and electric field are at their maximum value, and moving away from the center, we face a decrease in the intensity of the electric field, and the waveguide transmits 99% of the power, and the cutoff frequency is calculated with a slight difference compared to the EIA global standard. By comparing two waveguides, it was determined that the waveguide with a rectangular cross-section is more ideal for use in the central chord interferometer system due to its lower cutoff frequency in the W frequency band.According to the parameters of Alvand tokamak, a comparison was made between this device and Aditya tokamak in India, and suggestions were made regarding the improvement of the microwave interferometer system.

3

احسان‌اله نوري

ميرمحمدرضا سيدحبشي