Un detector de bromuro de lantano de electrones fuera de control para el TCV

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la fusión nuclear
• Física del plasma
• Instrumentación de física de altas energías

Sus antecedentes:

• El control y la disipación seguros de los electrones fugitivos (RE) son fundamentales para los futuros reactores de fusión tokamak.
• Comprender la evolución de las energías renovables es esencial para estudiar su generación, transporte y terminación.
• Los diagnósticos existentes tienen limitaciones a la hora de medir el espectro de energías renovables en entornos de tokamak.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un nuevo espectrómetro de rayos gamma para medir los espectros de energía de la radiación de frenado RE en tokamaks.
• Investigar la evolución de la energía de las energías renovables durante las rampas de corriente de plasma en la variable de configuración de Tokamak (TCV).
• Mejorar la comprensión de la dinámica de las energías renovables para mejorar el funcionamiento del reactor de fusión.

Principales métodos:

• Desarrollo de un espectrómetro de rayos gamma que utiliza un scintillador LaBr3:Ce de 2′′ × 2′′ acoplado a un tubo fotomultiplicador rápido.
• Calibración del detector mediante autoemisión hasta 2,66 MeV y simulación Geant4 para el modelado de la respuesta.
• Aplicación del diagnóstico para medir los espectros de rayos X duros de alta energía (HXR) (0,5 8 MeV) en el tokamak TCV.

Principales resultados:

• El espectrómetro desarrollado logró una resolución máxima de 1,91% a 1,44 MeV, midiendo espectros de 1 a 20 MeV.
• El diagnóstico midió con éxito el espectro HXR en TCV por primera vez, cubriendo energías de 0,5 MeV a aproximadamente 8 MeV.
• Las observaciones proporcionaron información sobre los cambios en las energías renovables durante las rampas de corriente TCV.

Conclusiones:

• El nuevo espectrómetro de rayos gamma es un diagnóstico capaz para el estudio de RE en plasmas tokamak.
• El instrumento proporciona datos valiosos sobre la evolución de la energía renovable, contribuyendo a la investigación de la energía de fusión.
• Esta tecnología ayuda a comprender y controlar las RE, que son cruciales para la seguridad y la eficiencia de los futuros reactores de fusión.