Detektory Czerenkowa

Tytuł projektu w języku polskim: Detek­tory typu Cze­ren­kowa jako dodat­kowa dia­gno­styka w toka­ma­kach w bada­niach ogra­ni­cza­nia elek­tro­nów ucieczki i w wali­da­cji modeli gene­ra­cji tych elek­tro­nów.

W ramach pro­jektu opra­co­wano detek­tory oparte o wyko­rzy­sta­nie efektu Cze­ren­kowa przy bada­niach wią­zek szyb­kich elek­tro­nów zwią­za­nych z przy­go­to­wa­niem eks­plo­ata­cji toka­maków śred­niej wiel­ko­ści. Zada­nie to jest frag­men­tem dzia­łań mię­dzynarodowego kon­sor­cjum EUROfu­sion (kon­ty­nu­ują­cego poprzed­nie pro­gramy aso­cja­cji EURATOM). W ramach oma­wia­nych dzia­łań NCBJ pro­wa­dzi bada­nia takich elek­tro­nów w ukła­dach typu toka­mak – pole­ga­jące na pro­jek­to­wa­niu, przy­go­to­wa­niu i prze­pro­wa­dze­niu pomia­rów wią­zek elek­tro­nów jedno- i wie­lo­ka­na­ło­wymi son­dami Cze­ren­kowa pod­czas kam­pa­nii pomia­ro­wych na euro­pej­skich ukła­dach doświad­czal­nych.

Celami głów­nymi koor­dy­no­wa­nej przez stronę pol­ską czę­ści pro­gra­mów mię­dzynarodowych jest ulep­sze­nie tech­nik dia­gno­stycz­nych umoż­li­wiających pomiar tzw. elek­tro­nów ucieczki, w szcze­gól­no­ści przez roz­wój kon­struk­cji opar­tych na wyko­rzy­sta­niu efektu Cze­ren­kowa oraz wali­da­cję uzy­ski­wa­nych przy ich pomocy wyni­ków eks­pe­ry­men­tal­nych. Udo­sko­na­le­nia dia­gno­styki mają słu­żyć do stwo­rze­nia mapy warun­ków i para­me­trów wyła­do­wa­nia, przy któ­rych wiązki elek­tro­nów są gene­ro­wane na toka­ma­kach, oraz do wery­fi­ka­cji modeli teo­re­tycz­nych oraz stu­diów porów­naw­czych z wyni­kami uzy­ska­nymi na innych ukła­dach i z wyko­rzy­sta­niem innych metod dia­gno­stycz­nych.

W ramach prac przy­go­to­wano sze­reg sond, z radia­to­rami dia­men­to­wymi pokry­tymi cienką war­stwą meta­liczną inter­layer, a następ­nie fil­trami z molib­denu. Badane były także radia­tory z azotku alu­mi­nium (AlN) pokryte fil­trem z tytanu. Umiesz­czone na mani­pu­la­to­rach posuwu linio­wego sondy wpro­wa­dzane są na okre­śloną odle­głość w pobliże sznura pla­zmo­wego wyła­do­wa­nia w toka­maku. Prze­pro­wa­dzane kali­bra­cje sond źró­dłem elek­tro­nów pozwa­lają na wyzna­cze­nie zależ­no­ści pomię­dzy gęsto­ścią prądu elek­tro­no­wego pada­ją­cej wiązki a war­to­ścią reje­stro­wa­nego sygnału z emi­sji pro­mie­nio­wa­nia Cze­ren­kowa – co umoż­li­wia zgrubne osza­co­wa­nie prądu elek­tro­nów ucieczki w cza­sie pomia­rów pro­wa­dzo­nych w komo­rze toka­maka. Uzy­skane wyniki pomia­rów doświad­czal­nych umoż­li­wiają ana­lizę kore­la­cji mię­dzy sygna­łami sondy a innymi dia­gno­sty­kami (mię­dzy innymi twar­dego pro­mie­nio­wa­nia rent­ge­now­skiego i pro­mie­nio­wa­nia syn­ch­ro­tro­no­wego) oraz roz­wo­jem nie­sta­bil­no­ści magne­to­hy­dro­dy­na­micz­nych two­rze­nia tzw. wysp magne­tycz­nych.

Opra­co­wana kon­struk­cja sond Cze­ren­kowa została wyko­rzy­stana do pomia­rów wyko­na­nych na toka­ma­kach CASTOR w Pra­dze, TORE-SUPRA w Cada­ra­che (Fran­cja), ISTTOK w Lizbo­nie, FTU we Fra­scati (Wło­chy) z limi­te­rem kapi­lar­nym z cie­kłym litem, COMPASS w Pra­dze, TCV w Lozan­nie.

Źró­dło (a) finan­so­wa­nia: EUROfu­sion

Kie­row­nik pro­jektu: Dr hab. inż. Marek Rabiń­ski

Człon­ko­wie kon­sor­cjum: