Publication: Diseño de componentes cuasi-ópticos avanzados para las líneas de transmisión de potencia del sistema ECRH del stellarator TJ-II
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2004
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Universidad Complutense de Madrid, Servicio de Publicaciones
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Abstract
En esta tesis se presentan los diferentes trabajos que han dado lugar al diseño y la fabricación de una línea de transmisión de ondas milimétricas de alta potencia, basada en técnicas cuasi-ópticas, para el sistema de calentamiento ECRH del stellarator TJ-II, experimento de fusión que actualmente está en funcionamiento en el CIEMAT. Se diseñan los espejos focalizadores de la línea, que permiten transmitir la potencia desde las fuentes (girotrones) hasta la cámara de vacío del TJ-II, y otros componentes cuasi-ópticos tales como polarizadores, que permiten obtener la polarización adecuada para que el calentamiento sea eficiente. Dos espejos con acopladores bidireccionales insertados permiten medir la potencia que proporcionan el girotrón y a la que es lanzada dentro del TJ-II. Para calibrar dichos espejos se utiliza una carga de agua cilíndrica situada en la línea. Un espejo móvil instalado en el interior de la máquina permite focalizar el haz en el plasma y cambiar el ángulo de inyección de la potencia. Se analizan las pérdidas a lo largo de la líneas debidas a diferentes causas: trucamiento del haz en los espejos, conversión de modos, polarización cruzada, pérdidas óhmicas, etc. Se realizan medidas experimentales con una cavidad resonante de tres espejos para comprobar la reflectividad de varias superficies metálicas, ya que en el rango de las ondas milimétricas depende no sólo del material, sino también de las características de la superficie. La línea tiene que cerrarse con una protección metálica por motivos de seguridad. Para disminuir la radiación dispersa dentro de esta protección se adhiere un material absorbente a las paredes metálicas. Se presentan medidas experimentales de varios tipos de materiales. Finalmente, se realizan medidas en baja potencia para comprobar los parámetros de diseño de los espejos con un analizador de redes vectorial. Los resultados muestran un buen acuerdo con los cálculos teóricos. Se describe el dispositivo basado en bolómetros que se ha diseñado para medir los parámetros del haz en alta potencia y que es un método nuevo, alternativo a las cámaras de infrarrojos, que tienen un elevado coste
Description
Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Física Aplicada III, leída el 19-12-2002