Реферат: А. Ю. Попов фти им. А. Ф. Иоффе ран, Санкт-Петербург, РФ

XXIX Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 25 февраля – 1 марта 2002 г.
НЕЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ РАДИАЛЬНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ Е.З. Гусаков, А. Ю. Попов
ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, РФ,
e-mail: a.popov@pop.ioffe.rssi.ru

Радиальная флуктуационная рефлектометрия (РКР), использующая одновременное микроволновое зондирование плазмы на различных частотах и корреляционный анализ рассеянных назад сигналов, является одной из популярных диагностик плазменной микро-турбулентности. При интерпретации результатов измерений в этой диагностике обычно предполагается, что её сигнал генерируется в области отсечки зондирующей волны при рассеянии длинноволновыми флуктуациями плотности плазмы, доминирующими в спектре. Исходя из этого, корреляционную длину турбулентности связывают с расстоянием между отсечками зондирующих волн, при котором онуляется когерентность сигналов рассеяния назад на различных частотах. Вместе с тем, строгий анализ флуктуационной рефлектометрии в рамках двумерной теории линейной по флуктуациям плотности показывает, что её сигнал формируется при рассеянии на длинноволновой компоненте турбулентности на всей трассе распространения, где доминирует мало-угловое рассеяние [1]. Последнее обстоятельство приводит к очень медленному, логарифмическому, падению корреляции с ростом расстояния между отсечками, что делает практически невозможной оценку пространственного масштаба турбулентности [2]. Следует отметить, однако, что в эксперименте наблюдается как сравнительно медленное, так и очень быстрое падение когерентности [3], происходящее при раздвижке поверхностей отсечки меньшей вакуумной длины волны зондирующего излучения. Такое поведение не находит объяснения в линейной теории и, по-видимому, связано с переходом рассеяния в нелинейный режим.

В настоящей работе, в соответствии с выводами [2], предполагается, что переход в нелинейный режим осуществляется через многократное мало-углового рассеяние, которое учитывается в геометрико-оптическом приближении. В одномерной модели получено выражение для когерентности сигналов в РКР, которое описывает как медленное падение когерентности при низком уровне турбулентности, так и быстрое в противоположном случае. Получено выражение для частотного спектра сигнала РКР.


Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 01-02-17926; 00-15-96762 и NWO.


E.Z. Gusakov, M.A. Tyntarev. Fusion Engineering and Design (1997), 34-35, p.501.

E.Z. Gusakov, B.O. Yakovlev Proc. 27th EPS Conf Contr. Fusion Plasma Phys. (2000), p.428, R.Nazikian, E.Mazzucato. Rev. Sci. Instrum. (1995), 66, 392.