Trabajo Fin de Máster
Design and Commissioning of a Magnetically-Driven FILD in the ASDEX Upgrade Tokamak
Autor/es | Gonzalez Martin, Javier |
Director | García Muñoz, Manuel
Ayllón Guerola, Juan Manuel |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación |
Fecha de publicación | 2020 |
Fecha de depósito | 2021-05-07 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Máster en Ingeniería Industrial |
Resumen | Para asegurar el éxito de futuros reactores de fusión nuclear basados en confinamiento magnético,
es esencial comprender los mecanismos responsables de la perdida de confinamiento de iones
supra térmicos. Los detectores ... Para asegurar el éxito de futuros reactores de fusión nuclear basados en confinamiento magnético, es esencial comprender los mecanismos responsables de la perdida de confinamiento de iones supra térmicos. Los detectores de pérdidas de iones rápidos (FILD) se emplean de manera rutinaria para investigar dichos mecanismos. En el contexto de este proyecto, un nuevo FILD basado en centelleo y accionado magnéticamente se ha diseñado e instalado en el reactor tokamak ASDEX Upgrade, expandiendo la cobertura del preexistente set de FILDs. Este nuevo diagnóstico in-situ consiste en una bobina en el interior del reactor, que cuando es energizada externamente, genera un dipolo magnético que trata de alinearse con el preexistente campo magnético toroidal del reactor, creando a su vez un momento que se emplea en mover la cabeza del diagnóstico. Dicha cabeza contiene elementos como el colimador, placa de centelleo y lentes necesarias para transmitir la señal de pérdida de iones rápidos fuera del reactor a los sistemas de adquisición de luz. El diseño del sistema es descrito en detalle, prestando especial atención a la dinámica del actuador magnético. En este documento se describen los experimentos de puesta a punto, los cuales prueban que el sistema es capaz de moverse como se requiera y producir medidas precisas de pérdidas de iones rápidos producidos por NBI e inducidos por perturbaciones magnetohidrodinámicas. Este nuevo diagnóstico será en un futuro próximo capaz de ser controlado en tiempo real y de obtener perfiles radiales de pérdidas de iones rápidos. Understanding the mechanisms responsible for fast-ion losses is essential to ensure the success of future magnetically-confined thermonuclear fusion reactors. Fast-ion loss detectors (FILD) are routinely employed to ... Understanding the mechanisms responsible for fast-ion losses is essential to ensure the success of future magnetically-confined thermonuclear fusion reactors. Fast-ion loss detectors (FILD) are routinely employed to investigate these mechanisms. In the context of this project, a new magnetically-driven scintillator-based fast-ion loss detector has been designed and commissioned on the ASDEX Upgrade tokamak, expanding the phase-space coverage of the preexisting fast-ion loss detector spatial array. This new in-situ probe consists on an in-vessel coil that, when externally energized, creates a magnetic dipole that tries to align with the existing tokamak magnetic field, generating the necessary torque to move the probe head back an forth. The probe head contains the collimator, scintillator plate and lenses necessary to transmit the fast-ion loss signal to the light acquisition systems outside the reactor. The system design is described in detail, paying special attention to the dynamics of the magnetically driven actuator. Commissioning experiments are discussed, that probes that the system is able to move as desired and produce accurate fast-ion loss measurements from NBI prompt losses and MHD-induced fastion losses. This new diagnostic will be capable in the near future to perform real-time control of its position and obtain radial fast-ion loss profiles |
Cita | Gonzalez Martin, J. (2020). Design and Commissioning of a Magnetically-Driven FILD in the ASDEX Upgrade Tokamak. (Trabajo Fin de Máster Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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TFM-1867-GONZALEZ MARTIN.pdf | 43.61Mb | [PDF] | Ver/ | |