Speaker
润晖 周
(等离子体物理研究所)
Description
摘要：本文介绍了在EAST托克马克上使用CZT探测器搭建了一套二维硬X射线能谱成像系统，用于测量20 keV-700 keV能量范围内快电子时空分布演化。该系统主要由二维阵列CZT探测器，屏蔽体，前端电子学和采集系统组成。二维阵列探测器及前端电子学安装在EAST的D窗口上，占据空间体积仅为183.6 mm*63.6 mm * 160 mm，观测范围覆盖等离子体全空间。时间和空间分辨率可以达到2-16 ms和10 cm。该系统前端集成64路信号处理电路，采集系统采用NIM架构，数据处理采用基于FPGA的能谱识别算法实现。系统整体噪声保持在20mV以下，为了计数率达到10^6/s，前端电子学处理后的信号脉冲宽度在1微妙，数据采集带宽为20 M。试验前使用放射源Eu152，Cs137以及Am251进行能谱标定。在2023的EAST试验中，使用该系统成功测量到下加入低杂波产生的快电子行为，实现了对于等离子体不同空间位置的能谱测量。同时该系统的设计很好的支持了不同射频波注入下，快电子加热行为的研究，图1展示了在双低杂波下放电条件下硬X射线在40-100keV下的RZ空间分布。
图1双低杂波加热平顶段40-100keV硬X射线RZ空间分布
图1显示了东No.122531上平顶相探测器表面阵列上能量范围40-100kev和时间范围4-5s的计数分布，平顶相其他时间的光谱成像与此成像相似。该成像被投影在等离子体rz坐标上，分别为r=1.97，z= -0.07。这可以反应低杂波沉积在等离子体位置息。
