RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2020

 / 

Ноябрь

←  →

Приборы и методы исследований


Теория рассеяния сильно рефрагирующих СВЧ-волн в турбулентной неоднородной плазме. Приложение теории к описанию флуктуационной рефлектометрии в термоядерных установках

,
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Изложена теория распространения и рассеяния сильно рефрагирующих сверхвысокочастотных (СВЧ) волн в турбулентной неоднородной плазме. Приведён расчёт амплитуды рассеянного сигнала в случае линейного режима рассеяния в рамках борновского приближения и в случае многократного малоуглового рассеяния. Обсуждается возможность аналитического описания в замкнутой форме многократного брэгговского рассеяния назад. На основе результатов теоретического анализа режимов рассеяния СВЧ-волны в неоднородной турбулентной плазме обсуждаются основные схемы флуктуационной рефлектометрии, широко используемые в тороидальных термоядерных установках для анализа характеристик турбулентности. Дано описание методов интерпретации экспериментальных данных и экспериментальных подходов с использованием рефлектометрической диагностики, улучшающих локальность измерений и разрешение по волновым векторам флуктуаций.

Текст pdf (1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2020.08.038813
Ключевые слова: рассеяние СВЧ-волн, флуктуационная рефлектометрия, дрейфовая турбулентность, низкочастотные флуктуации плотности, тороидальные установки, термоядерный синтез
PACS: 52.35.Hr, 52.35.Mw, 52.70.−m (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.08.038813
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/11/d/
000613920600004
2-s2.0-85101593551
2020PhyU...63.1114G
Цитата: Гусаков Е З, Попов А Ю "Теория рассеяния сильно рефрагирующих СВЧ-волн в турбулентной неоднородной плазме. Приложение теории к описанию флуктуационной рефлектометрии в термоядерных установках" УФН 190 1189–1216 (2020)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 25 декабря 2019, доработана: 5 июля 2020, 11 августа 2020

English citation: Gusakov E Z, Popov A Yu “Scattering theory of strongly refracting microwaves in turbulent inhomogeneous plasma. Applications of the theory to the description of fluctuation reflectometry in thermonuclear fusion devices” Phys. Usp. 63 1114–1139 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2020.08.038813

Список литературы (94) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (4) Похожие статьи (5)

  1. Doyle E J et al Rev. Sci. Instrum. 61 3016 (1990)
  2. Голант В Е Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы (М.: Наука, 1968)
  3. Mazzucato E, Nazikian R Phys. Rev. Lett. 71 1840 (1993)
  4. Costley A E et al Rev. Sci. Instrum. 61 2823 (1990)
  5. Vershkov V A et al Nucl. Fusion 39 1775 (1999)
  6. Bretz N Phys. Fluids B 4 2414 (1992)
  7. Hutchinson I H Plasma Phys. Control. Fusion 34 1225 (1992)
  8. Gusakov E Z, Tyntarev M A Fusion Eng. Design 34-35 501 (1997)
  9. Ginsburg V L J. Phys. USSR 7 289 (1943)
  10. Татарский В И Теория флуктуационных явлений (М.: Изд-во АН СССР, 1959); Пер. на англ. яз., Tatarski V I Wave Propagation in a Turbulent Media (New York: McGraw-Hill, 1961)
  11. Рытов С М, Кравцов Ю А, Татарский В И Введение в статистическую радиофизику (М.: Наука, 1977-1978); Пер. на англ. яз., Rytov S M, Kravtsov Yu A, Tatarski V I Principles of Statistical Radiophysics (Berlin: Springer-Verlag, 1987-1989)
  12. Кляцкин В И УФН 179 547 (2009); Klyatskin V I Phys. Usp. 52 514 (2009)
  13. Born M Z. Phys. 38 803 (1926)
  14. Joachain C J Quantum Collision Theory (Amsterdam: North-Holland Publ. Co., 1975)
  15. Gusakov E Z, Popov A Yu Plasma Phys. Control. Fusion 44 2327 (2002)
  16. Gusakov E Z, Popov A Yu Plasma Phys. Control. Fusion 46 1393 (2004)
  17. Gusakov E Z, Surkov A V, Popov A Yu Plasma Phys. Control. Fusion 47 959 (2005)
  18. Gusakov E Z, Heuraux S, Popov A Yu Plasma Phys. Control. Fusion 51 065018 (2009)
  19. Голант В Е, Пилия А Д УФН 104 413 (1971); Golant V E, Piliya A D Sov. Phys. Usp. 14 413 (1972)
  20. Шалашов А Г, Господчиков Е Д УФН 182 157 (2012); Shalashov A G, Gospodchikov E D Phys. Usp. 55 147 (2012)
  21. Пилия А Д ЖТФ 36 2195 (1966); Piliya A D Sov. Phys. Tech. Phys. 11 1639 (1967)
  22. Гусаков Е З, Пилия А Д Письма в ЖТФ 18 (10) 63 (1992); Gusakov E Z, Piliya A D Sov. Tech. Phys. Lett. 18 325 (1992)
  23. Novik K M, Piliya A D Plasma Phys. Control. Fusion 36 357 (1994)
  24. Brusehaber B, Gusakov E Z, Kramer M, Piliya A D Plasma Phys. Control. Fusion 36 997 (1994)
  25. Gusakov E Z et al Plasma Phys. Control. Fusion 42 1033 (2000)
  26. Гусаков Е З, Сурков А В Физика плазмы 27 1027 (2001); Gusakov E Z, Surkov A V Plasma Phys. Rep. 27 971 (2001)
  27. Гусаков Е З, Сурков А В Физика плазмы 28 898 (2002); Gusakov E Z, Surkov A V Plasma Phys. Rep. 28 827 (2002)
  28. Гусаков Е З Физика плазмы 28 627 (2002); Gusakov E Z Plasma Phys. Rep. 28 580 (2002)
  29. Гусаков Е З, Сурков А В Физика плазмы 29 49 (2003); Gusakov E Z, Surkov A V Plasma Phys. Rep. 29 42 (2003)
  30. Гусаков Е З, Сурков А В Письма в ЖТФ 29 (16) 89 (2003); Gusakov E Z, Surkov A V Tech. Phys. Lett. 29 698 (2003)
  31. Архипенко В И и др Письма в ЖЭТФ 59 393 (1994); Arkhipenko V I et al JETP Lett. 59 420 (1994)
  32. Arkhipenko V I et al Plasma Phys. Control. Fusion 37 A347 (1995)
  33. Bulyiginskiy D G et al Phys. Plasmas 8 2224 (2001)
  34. Гурченко А Д и др Физика плазмы 31 521 (2005); Gurchenko A D et al Plasma Phys. Rep. 31 476 (2005)
  35. Gusakov E Z et al Plasma Phys. Control. Fusion 48 B443 (2006)
  36. Господчиков Е Д, Хусаинов Т А, Шалашов А Г Физика плазмы 42 695 (2016); Gospodchikov E D, Khusainov T A, Shalashov A G Plasma Phys. Rep. 42 723 (2016)
  37. Хусаинов Т А, Господчиков Е Д, Шалашов А Г ЖЭТФ 153 366 (2018); Khusainov T A, Gospodchikov E D, Shalashov A G J. Exp. Theor. Phys. 126 302 (2018)
  38. Shalashov A G et al Plasma Phys. Control. Fusion 60 105009 (2018)
  39. Gusakov E Z, Kosolapova N V Plasma Phys. Control. Fusion 53 045012 (2011)
  40. Гинзбург B Л Распространение электромагнитных волн в плазме 2-е изд., перераб. (М.: Наука, 1967); Пер. на англ. яз., Ginzburg V L The Propagation of Electromagnetic Waves in Plasmas (Oxford: Pergamon Press, 1970)
  41. Piliya A D, Popov A Yu Plasma Phys. Control. Fusion 44 467 (2002)
  42. Ахиезер А И и др Электродинамика плазмы (М.: Наука, 1974); Пер. на англ. яз., Akhiezer A I et al Plasma Electrodynamics (Intern. Ser. of Monographs in Natural Philosophy) Vol. 68 (Oxford: Pergamon Press, 1975)
  43. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред 2-е изд., испр. (М.: Наука, 1982); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (Oxford: Pergamon Press, 1984)
  44. Afeyan B B, Chou A E, Cohen B I Plasma Phys. Control. Fusion 37 315 (1994)
  45. Heuraux S et al Rev. Sci. Instrum. 74 1501 (2003)
  46. Gusakov E Z, Yakovlev B O Plasma Phys. Control. Fusion 44 2525 (2002)
  47. Gusakov E Z, Surkov A V Plasma Phys. Control. Fusion 46 1143 (2004)
  48. Евграфов М А Аналитические функции 3-е изд., перераб. и доп. (М.: Наука, 1991); Пер. на англ. яз., Evgrafov M A Analytic Functions (Mineola, NY: Dover Publ., 2019)
  49. Hutchinson I H Plasma Phys. Control. Fusion 34 1225 (1992)
  50. Kosolapova N V, Gusakov E Z, Heuraux S Plasma Phys. Control. Fusion 54 035008 (2012)
  51. Schirmer J et al and the ASDEX Upgrade Team Plasma Phys. Control. Fusion 49 1019 (2007)
  52. Gusakov E Z, Popov A Yu Proc. of the 10th Intern. Reflectometry Workshop, Padova, Italy, May, 4 - 6, 2011; Gusakov E Z, Popov A Yu https://www.igi.cnr.it/irw10/proceedings/PopovAYu.pdf
  53. Gusakov E Z, Popov A Yu Proc. of the 38th EPS Conf. on Plasma Physics, Strasbourg, France, 27 June - 1 July 2011 (Europhysics Conference Abstracts) Vol. 35G (Eds A Becoulet, T Hoang, U Stroth) (Mulhouse: European Physical Society, 2011) p. P4.056
  54. Gusakov E, Irzak M, Popov A Plasma Phys. Control. Fusion 56 025009 (2014)
  55. Blanco E, Estrada T Plasma Phys. Control. Fusion 55 125006 (2013)
  56. Gusakov E Z, Irzak M A, Popov A Yu, Teplova N V Plasma Phys. Control. Fusion 57 075009 (2015)
  57. Gusakov E Z et al Phys. Plasmas 24 022119 (2017)
  58. Гусаков Е З, Круткин О Л Физика плазмы 43 503 (2017); Gusakov E Z, Krutkin O L Plasma Phys. Rep. 43 605 (2017)
  59. Abramowitz M, Stegun I A Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables (United States. National Bureau of Standards. Applied Mathematics Series) Vol. 55 (Washington, DC: U.S. Govt. Print. Off., 1964)
  60. Valeo E J, Kramer G J, Nazikian R Plasma Phys. Control. Fusion 44 L1 (2002)
  61. Gusakov E Z et al Plasma Phys. Control. Fusion 44 1565 (2002)
  62. Gusakov E, Yakovlev B Proc. of the 28th EPS Conf. Controlled Fusion and Plasma Physics, 18 - 22 June 2001, Madeira, Portugal (Europhysics Conference Abstracts) Vol. 25A (Eds C Silva, C Varandas, D Campbell) (Mulhouse: European Physical Society, 2001) p. 361
  63. Nazikian R et al Phys. Rev. Lett. 94 135002 (2005)
  64. Kolmogoroff A Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung (Berlin: J. Springer, 1933); Пер. на англ. яз., Kolmogorov A N Foundations of the Theory of Probability 2nd ed. (New York: Chelsea Publ. Co., 1956)
  65. Gusakov E, Heuraux S, Popov A, Schubert M Plasma Phys. Control. Fusion 54 045008 (2012)
  66. Шелухин Д А и др Физика плазмы 32 771 (2006); Shelukhin D A et al Plasma Phys. Rep. 32 707 (2006)
  67. Nazikian R, Mazzucato E Rev. Sci. Instrum. 66 392 (1995)
  68. Leclert G et al Proc. of the 30th EPS Conf. Controlled Fusion and Plasma Physics, St. Petersburg, July 7 - 11, 2003 (Europhysics Conference Abstracts) Vol. 27A (Eds R Koch, S Lebedev) (Mulhouse: European Physical Society, 2003)
  69. Leclert G et al Plasma Phys. Control. Fusion 48 1389 (2006)
  70. Altukhov A B et al Phys. Plasmas 25 082305 (2018)
  71. Altukhov A B et al Plasma Phys. Control. Fusion 58 105004 (2016)
  72. Happel T et al and the ASDEX Upgrade Team Plasma Phys. Control. Fusion 59 054009 (2017)
  73. Altukhov A B et al Phys. Plasmas 25 112503 (2018)
  74. Hirsch M et al Plasma Phys. Control. Fusion 43 1641 (2001)
  75. Krutkin O L, Gusakov E Z, Heuraux S, Lechte C Plasma Phys. Control. Fusion 61 045010 (2019)
  76. Pinzón J R et al Plasma Phys. Control. Fusion 59 035005 (2017)
  77. Clairet F et al Rev. Sci. Instrum. 73 1481 (2003)
  78. Boucher I et al Plasma Phys. Control. Fusion 40 1489 (1998)
  79. Gusakov E et al Phys. Scr. 84 045504 (2011)
  80. Пилия А Д ЖЭТФ 64 1237 (1973); Piliya A D Sov. Phys. JETP 37 629 (1973)
  81. Erdelyi A (Ed.) Higher Transcendental Functions Vol. 2 (New York: McGraw-Hill, 1953)
  82. Hacquin S et al J. Comput. Phys. 174 1 (2001)
  83. Chou A E, Afeyan B B, Cohen B I Rev. Sci. Instrum. 66 1216 (1995)
  84. Sysoeva E V, Gusakov E Z, Heuraux S Plasma Phys. Control. Fusion 55 115001 (2013)
  85. Leerink S et al Contrib. Plasma Phys. 50 242 (2010)
  86. Leerink S et al Phys. Rev. Lett. 109 165001 (2012)
  87. Hillesheim J C et al Rev. Sci. Instrum. 83 10E331 (2012)
  88. Holland C et al Nucl. Fusion 52 063028 (2012)
  89. Gusakov E Z et al Plasma Phys. Control. Fusion 55 124034 (2013)
  90. Stroth U et al Nucl. Fusion 55 083027 (2015)
  91. Ernst D R et al and the DIII-D Team Phys. Plasmas 23 056112 (2016)
  92. Lechte C et al and the ASDEX Upgrade Team Plasma Phys. Control. Fusion 59 075006 (2017)
  93. Heikkinen J A et al J. Comput. Phys. 227 5582 (2008)
  94. Krutkin O L et al Nucl. Fusion 59 096017 (2019)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение