Published 2006 | Version v1
Report Open

Kinetics of population of atom excited states with taking into account the resonance radiation transport in the transition region of plasma-gas

Description

The collision-radiative model (CRM) for the optically thick stationary non-uniform nonequilibrium plasma including the excited atoms diffusion and the radiation transport is developed. The basic purpose of work is the elaboration of the adequate physical description of the excited states kinetics and radiation transport in the trapped lines in a transition layer plasma-gas for its application in the analysis of processes in divertor plasma of tokamak. The collision-radiating processes and processes of diffusion are considered on the fixed set of radial distributions for the electronic temperature and density having universal behavior for the cylindrical symmetry. The full enough set of elementary collision-radiative processes is included in the kinetic scheme which allows revealing the phenomenon of spatial change of kinetics regimes of population of the excited states in the non-uniform, nonequilibrium plasma. For the description of radiation transport the traditional approach of escape factor and the two special approaches of averaged radiation diffusion are used, differing by a technique and sequence of average procedure of radiation intensity over frequency in the region of spectral lines with the large value of optical thickness. The sense of these approaches correspond to an introduction in consideration an effective quantum of radiation. By consideration of the diffusion of such quanta a radiation transport problem is solved for the spatially non-uniform distribution of populations. The original computer code is created, allowing calculations of the spatial intensity distribution of the spectral lines and their integrated over volume intensity values for various regions of the discharge. The developed approach is used for the interpretation of the spectroscopic measurements carried out at the LENTA device (Institute of nuclear synthesis, RRC Kurchatov Institute) in the experiments on modeling divertor plasmas of tokamak

Availability note (English)

Available from INIS in electronic form

Abstract (Russian)

В работе развивается столкновительно-излучательная модель для оптически плотной стационарной неоднородной неравновесной плазмы, в которую включены процессы диффузии возбужденных атомов и переноса излучения. Основной целью работы является развитие адекватного физического описания кинетики возбужденных состояний и переноса излучения в запертых линиях в переходном слое плазма-газ для ее применения в анализе процессов в диверторной плазме токамаков. Столкновительно-излучательные процессы и процессы диффузии рассматриваются на фоне заданных, но имеющих универсальное поведение радиальных распределений электронной температуры и концентрации в условиях цилиндрической симметрии. Достаточно полный набор элементарных столкновительно-излучательных процессов включен в кинетическую схему, которая позволяет выявить явление пространственного изменения кинетических режимов заселения возбужденных состояний в неоднородной неравновесной плазме. Для описания переноса излучения используется как традиционное приближение фактора ускользания, так и два специальных приближения осредненной диффузии излучения, различающихся методикой и последовательностью проведения усреднения интенсивности излучения по частоте в области спектральных линий с большой оптической толщиной. Эти приближения по смыслу соответствуют введению в рассмотрение эффективных квантов излучения. Диффузия таких квантов решает задачу о переносе излучения в условии неоднородного профиля распределения заселенностей. Создан оригинальный компьютерный код, позволяющий рассчитывать пространственное распределение интенсивностей отдельных спектральных линий и интегральное свечение различных областей. Развитый подход использован для интерпретации спектроскопических измерений, выполненных на установке ЛЕНТА (Институт ядерного синтеза РНЦ Курчатовский институт) в экспериментах по моделированию диверторной плазмы токамаков

Files

38011827.pdf

Files (2.1 MB)

Name Size Download all
md5:68bdeafc3328dd2f7be30af9d1ae620b
2.1 MB Preview Download

System files (121.0 kB)

Name Size Download all

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Кинетика заселения возбужденных состояний атомов с учетом переноса резонансного излучения в переходной области плазма-газ

Publishing Information

Imprint Pagination
46 p.
Report number
IAE--6409/6

Optional Information

Notes
44 refs., 24 figs., 11 tabs.