一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核聚變堆領(lǐng)域，具體是一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在ITER和未來聚變堆，低雜波天線與主等離子體必須保持一定遠(yuǎn)的距離，以減少天線上的熱負(fù)荷，減少等離子體與天線的相互作用。但是，這使得天線端口的等離子體密度小于低雜波的截止密度，而低雜波只有在等于或大于截止密度時(shí)才有好的耦合效率、低的反射率。另外，在H模放電時(shí)，低雜波天線端口密度會(huì)大幅度降低，導(dǎo)致耦合變差。為此需要在低雜波天線端口附近充入可電離氣體，以便提高天線端口的等離子體密度，從而提高低雜波與等離子體的耦合效率。
[0003]為了滿足充氣提高天線端口的等離子體密度的效果，一般要求天線端口與充氣口的位置磁鏈接。目前，國際上采用的充氣結(jié)構(gòu)是在天線附近，但是，沒有明確是電子側(cè)還是離子側(cè)的充氣效果更好。由于電子的運(yùn)動(dòng)方向與電流方向有關(guān)，理應(yīng)在電子側(cè)充氣的效果會(huì)更好。對(duì)在此之前沒有進(jìn)行電子側(cè)和離子側(cè)充氣效果的深入分析和比較。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)，其特征在于:在低雜波天線離子側(cè)和電子側(cè)分別安裝充氣管道，兩充氣管道距離低雜波天線中心的環(huán)向角為33.75度，且兩個(gè)充氣管道分別各自連接有獨(dú)立的氣路控制系統(tǒng)，，兩個(gè)充氣管道的走向均沿極向布置，其在極向上曲率半徑與低雜波天線的形狀匹配，在極向上的高度覆蓋低雜波天線保護(hù)限制器的高度，在每個(gè)充氣管道中間設(shè)置進(jìn)氣孔，每個(gè)充氣管道在極向上的兩頭封口，在每個(gè)充氣管道極向上開有多個(gè)出氣孔，且多個(gè)出氣孔沿徑向均勻排列。
[0006]所述的一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)，其特征在于:安裝時(shí)，充氣管道位于陰影區(qū)，在徑向上比低雜波天線縮回2cm。
[0007]本發(fā)明在EAST上低雜波天線端口的電子側(cè)和離子側(cè)分別布置充氣端口，通過開展低雜波與等離子體耦合的實(shí)驗(yàn)研究、分析比較，首次確定了在低雜波天線端口電子側(cè)充氣的方法更有利于提高天線端口的等離子體密度。本發(fā)明相對(duì)于離子側(cè)充氣而言，具有更高提高天線端口密度和低雜波與等離子體耦合的效率，為實(shí)現(xiàn)長脈沖高約束等離子體奠定了基礎(chǔ)，為今后ITER和聚變堆裝置提高波與等離子體耦合的設(shè)計(jì)提供一定的參考價(jià)值。
【附圖說明】
[0008]圖1為充氣結(jié)構(gòu)(環(huán)向和極向)相對(duì)位置結(jié)構(gòu)正視圖。
[0009]圖2為充氣管道結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0010]圖3為不同側(cè)充氣對(duì)波與等離子體耦合的影響示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]參見圖1和圖2所示，一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)，其特征在于:在低雜波天線離子側(cè)(GM-1)和電子側(cè)(GM-e)分別安裝充氣管道，兩充氣管道距離低雜波天線中心的環(huán)向角為33.75度，且兩個(gè)充氣管道分別各自連接有獨(dú)立的氣路控制系統(tǒng)，兩個(gè)充氣管道的走向均沿極向布置，其在極向上曲率半徑與低雜波天線的形狀匹配，在極向上的高度覆蓋低雜波天線保護(hù)限制器的高度，在每個(gè)充氣管道中間設(shè)置進(jìn)氣孔，每個(gè)充氣管道在極向上的兩頭封口，在每個(gè)充氣管道極向上開有多個(gè)出氣孔，且多個(gè)出氣孔沿徑向均勻排列(見圖1、2)。
[0012]安裝時(shí)，充氣管道位于陰影區(qū)，在徑向上比低雜波天線縮回2cm。
[0013]通過改變氣體流量的大小來研究分析低雜波與等離子體的耦合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3，在同樣的氣體流量的情況下，電子側(cè)充氣時(shí)，等離子體最外磁面和極向活動(dòng)限制器處的密度高于離子側(cè)充氣，同時(shí)反射系數(shù)較小。結(jié)果表明，電子側(cè)充氣對(duì)改善低雜波與等離子體耦合的效果更好。分析表明這主要是由于部分氣體在充氣口附近被電離，氣體在電子側(cè)和離子側(cè)充氣口被電離后的電子，分別朝著天線和背離天線運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致不同的天線端口密度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)，其特征在于:在低雜波天線離子側(cè)和電子側(cè)分別安裝充氣管道，兩充氣管道距離低雜波天線中心的環(huán)向角為33.75度，且兩個(gè)充氣管道分別各自連接有獨(dú)立的氣路控制系統(tǒng)，，兩個(gè)充氣管道的走向均沿極向布置，其在極向上曲率半徑與低雜波天線的形狀匹配，在極向上的高度覆蓋低雜波天線保護(hù)限制器的高度，在每個(gè)充氣管道中間設(shè)置進(jìn)氣孔，每個(gè)充氣管道在極向上的兩頭封口，在每個(gè)充氣管道極向上開有多個(gè)出氣孔，且多個(gè)出氣孔沿徑向均勻排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)，其特征在于:安裝時(shí)，充氣管道位于陰影區(qū)，在徑向上比低雜波天線縮回2cm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高低雜波與等離子體耦合效率的充氣結(jié)構(gòu)，在低雜波天線離子側(cè)和電子側(cè)分別安裝充氣管道，兩個(gè)充氣管道分別各自連接有獨(dú)立的氣路控制系統(tǒng)，兩個(gè)充氣管道在極向上曲率半徑與低雜波天線的形狀匹配，在極向上的高度覆蓋低雜波天線保護(hù)限制器的高度。本發(fā)明相對(duì)于離子側(cè)充氣而言，具有更高提高天線端口密度和低雜波與等離子體耦合的效率，為實(shí)現(xiàn)長脈沖高約束等離子體奠定了基礎(chǔ)，為今后ITER和聚變堆裝置提高波與等離子體耦合的設(shè)計(jì)提供一定的參考價(jià)值。
【IPC分類】G21B1-11
【公開號(hào)】CN104700904
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410829026
【發(fā)明人】丁伯江, 李妙輝, 孔二華, 張磊
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院等離子體物理研究所
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日