一种分析聚变装置第一镜杂质沉积层厚度及其结构的方法

摘要

本发明公开了一种分析聚变装置第一镜杂质沉积层厚度及其结构的方法，本发明是一种无损检测第一镜表面杂质沉积层厚度及结构的方法，可以直观的显示杂质沉积层的成分信息，且样品无需预处理，实用性强。太赫兹波在等离子体及真空环境下传播损耗小，可以实现远距离原位在线诊断。本发明能够在磁约束聚变装置运行过程中原位分析第一镜表面杂质沉积、分布特点，有助于理解磁约束聚变装置运行过程中杂质灰尘沉积，氘氚燃料滞留等PSI问题。

主权项

1.一种分析聚变装置第一镜杂质沉积层厚度的方法，具体包括以下步骤：步骤100：测量原始第一镜的参考太赫兹时域波谱，以此作为参考太赫兹时域谱；步骤200：经过磁约束聚变装置运行一段时间后，第一镜表面沉积一层致密的杂质灰尘，与步骤100相同条件下测量载有杂质灰尘的第一镜表面反射太赫兹时域波谱；由于第一镜表面存在一层致密的杂质层，太赫兹波脉冲传播过程中经空气与杂质层之间的界面和杂质层与第一镜表面之间的界面反射，太赫兹波接收器件探测到上述两个界面的回波信号；两回波信号之间的时间差暗含了太赫兹波传播路径的区别；步骤300：分析系统将测得的参考太赫兹时域谱和载有杂质灰尘信息的太赫兹时域谱在有效频域内分别进行傅里叶变换得到参考信号频域谱F_mirror(ω)和载有杂质灰尘信息的太赫兹频域谱F _dust（ω）；分析系统将载有杂质灰尘信息的太赫兹频域谱F _dust（ω）除以参考信号频域谱F_mirror(ω)，得到聚变装置运行过后沉积在第一镜表面灰尘杂质层的相对反射率谱；不同物质的太赫兹反射谱都有所区别，通过大量实验积累建立所有物质太赫兹反射谱的特征峰的数据库，或者通过分子动力学模拟计算出各种物质对太赫兹的太赫兹反射谱的特征峰，并建立相应的数据库；将第一镜表面灰尘杂质层的相对反射谱的波形、谱峰位置各个信息与数据库内所有物质的太赫兹反射谱信息进行比对，谱峰相同则物质相同，从而推算出杂质成分信息；步骤400：杂质成分确定后，太赫兹波在物质中的传播速度v则确定，根据太赫兹时域谱中两个回波信号之间的时间差t，计算出该测量位置杂质层厚度d；具体的计算公式为：。