KMAX串列磁鏡離子回旋共振加熱實驗研究
發(fā)布時間：2020-12-13 16:21
磁鏡裝置作為一種可能的磁約束聚變裝置在二十世紀五十至八十年代的聚變等離子體工程與物理研究過程中取得了極大的發(fā)展,近年來,隨著動理學穩(wěn)定軸對稱串列磁鏡概念的提出和實踐,磁鏡裝置作為聚變中子源乃至聚變堆的可行性不斷增強。KMAX磁鏡裝置是國內(nèi)第一個全對稱串列磁鏡裝置,致力于探索軸對稱位形下磁鏡裝置的穩(wěn)定與約束問題。離子回旋共振加熱是KMAX等離子體的主要加熱方法,為等離子體的診斷、約束以及不穩(wěn)定性研究奠定了基礎。KMAX裝置上自行研制的ICRH系統(tǒng)主要包括兩套輸出功率為1OOkW的射頻源和兩套安裝在中心磁鏡的射頻天線及其匹配器。射頻源前級為基于MOS管的2kW推挽放大器,后級采用基于真空電子管的C類放大電路作功率放大,其特點是靜態(tài)功率小且功率輸出效率高。兩套射頻源頻率分別是800kHz和750kHz,二者稍微錯開可以避免相互干擾。兩套射頻源對應的天線分別是雙半環(huán)天線與半環(huán)天線,天線電流沿極向,理論與實驗表明其在合適的位形下可以有效地激發(fā)離子回旋波利用回旋阻尼加熱離子。天線匹配采用T型匹配電路,緊鄰真空室。論文詳細介紹了射頻源及天線的設計、搭建和測試的方法及過程,包括射頻源的關鍵部件的參數(shù)設...
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：154 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．２閉合位形磁約束聚變裝置示意圖??
ｆｔ?＝?°?（Ｌ１８）??磁矩守恒是磁鏡約束方案的基礎。一個基本的磁鏡裝置如圖１．３所示：??Ｂａｓｉｃ?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｍｉｒｒｏｒ?Ｍａｃｈｉｎｅ：??ａ?｜?ｇ?ｍ?？??ｃ?■?［．：．?Ｉ：?Ｉ：?：?＇?＾??Ｖ?？?？?１：?Ｉ?■??Ｃｕｒｒｅｎｔｘ＇ｖ－＾＂＇?■?■?■?■?．：〉’Ｚ??ｊ?ｙ譬ｙ??圖１．３基本磁鏡裝置示意圖??該磁鏡裝置主要由兩端的兩個半徑較小而電流較大的磁場線圈和若干中心??線圈組成，磁場在兩端較強而中間較弱。粒子由中間向兩端運動時磁場增強，由??于需要保持磁矩不變，所以垂直方向速度增大，又由磁場中帶電粒子的動能守恒??知其平行方向速度必然下降，當平行方向速度降到零后粒子不能繼續(xù)向兩端運動??而只能向相反方向運動，就這樣，粒子在磁鏡兩端不斷被磁場反射，就像光線在??鏡子上被反射一樣，因此把這種磁場結構稱為磁鏡。??然而，磁鏡位形對帶電粒子的約束是不完全的，如果兩端的磁場強度相對中??間處不夠強或者粒子平行方向的速度相對于垂直速度足夠大，粒子平行方向速度??在磁場最強的位置仍不能減小到零
?磁力線向外凸出，則離心力的方向與等離子體密度梯度方向剛好相反，就像由“輕”??流體支撐“重”流體一樣是一種不穩(wěn)定的結構。如圖１．３所示，在簡單磁鏡中，大??部分區(qū)域磁力線都是向外凸出的，因此ＭＨＤ不穩(wěn)定性很容易增長起來，造成嚴??重的粒子損失。??為了抑制ＭＨＤ不穩(wěn)定性，約飛（Ｉｏｆｆｅ）等人使用所謂的“約飛棒”使磁場發(fā)??生畸變，一定區(qū)域內(nèi)磁力線全部是向內(nèi)凹的，其中的等離子體往各個方向運動磁??場都會增強，等離子體處于一種“最小磁場（Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ）?”中，這種結構也稱為??“磁阱（Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｗｅｌｌ）?”［４］。這種Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ結構能夠有效地抑制低頻的ＭＨＤ不??穩(wěn)定性，從而使得等離子體損失大大減小�！凹s飛棒”結構首先在ＰＲ－６實驗上得??以實現(xiàn)并取得成功，之后很快被應用在其他裝置上（如ＡＬＩＣＥ），很快，“約飛棒”??與兩端的磁場線圈一起演變成一種“棒球線圈”，又稱為“陰－陽線圈”，“約飛棒”??與“棒球線圈”如圖１．４所示：??Ｉ?Ｉ??＼?／?．．．?）?ｊ?／??圖１．４?（ａ）?“約飛棒”；（ｂ）?“棒球線圈”與Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ位形等離子體??盡管使用Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ磁場位形會帶來工程上的困難和造價的提高
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2015年世界能源發(fā)展形勢分析[J]. 閆勇. 中國能源. 2016(04)
[2]KMAX實驗裝置中的重點研究問題[J]. 孫玄,劉明,謝錦林,余羿,林木楠,張情. 中國科學技術大學學報. 2014(05)
[3]ICRF Experiments and Potential Formation on the GAMMA 10 Tandem Mirror[J]. M.ICHIMURA,T.CHO,H.HIGAKI,M.HIRATA,H.HOJO,T.IMAI,K.ISHII,M.K.ISLAM,A.ITAKURA,I.KATANUMA,J.KOHAGURA,Y.NAKASHIMA,T.NUMAKURA,T.SAITO,Y.TATEMATSU,M.WATANABE,M.YOSHIKAWA. Plasma Science and Technology. 2006(01)
博士論文
[1]EAST托卡馬克上的先進集成微波反射計診斷系統(tǒng)[D]. 胡健強.中國科學技術大學 2017
本文編號：2914825
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：154 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．２閉合位形磁約束聚變裝置示意圖??
ｆｔ?＝?°?（Ｌ１８）??磁矩守恒是磁鏡約束方案的基礎。一個基本的磁鏡裝置如圖１．３所示：??Ｂａｓｉｃ?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｍｉｒｒｏｒ?Ｍａｃｈｉｎｅ：??ａ?｜?ｇ?ｍ?？??ｃ?■?［．：．?Ｉ：?Ｉ：?：?＇?＾??Ｖ?？?？?１：?Ｉ?■??Ｃｕｒｒｅｎｔｘ＇ｖ－＾＂＇?■?■?■?■?．：〉’Ｚ??ｊ?ｙ譬ｙ??圖１．３基本磁鏡裝置示意圖??該磁鏡裝置主要由兩端的兩個半徑較小而電流較大的磁場線圈和若干中心??線圈組成，磁場在兩端較強而中間較弱。粒子由中間向兩端運動時磁場增強，由??于需要保持磁矩不變，所以垂直方向速度增大，又由磁場中帶電粒子的動能守恒??知其平行方向速度必然下降，當平行方向速度降到零后粒子不能繼續(xù)向兩端運動??而只能向相反方向運動，就這樣，粒子在磁鏡兩端不斷被磁場反射，就像光線在??鏡子上被反射一樣，因此把這種磁場結構稱為磁鏡。??然而，磁鏡位形對帶電粒子的約束是不完全的，如果兩端的磁場強度相對中??間處不夠強或者粒子平行方向的速度相對于垂直速度足夠大，粒子平行方向速度??在磁場最強的位置仍不能減小到零
?磁力線向外凸出，則離心力的方向與等離子體密度梯度方向剛好相反，就像由“輕”??流體支撐“重”流體一樣是一種不穩(wěn)定的結構。如圖１．３所示，在簡單磁鏡中，大??部分區(qū)域磁力線都是向外凸出的，因此ＭＨＤ不穩(wěn)定性很容易增長起來，造成嚴??重的粒子損失。??為了抑制ＭＨＤ不穩(wěn)定性，約飛（Ｉｏｆｆｅ）等人使用所謂的“約飛棒”使磁場發(fā)??生畸變，一定區(qū)域內(nèi)磁力線全部是向內(nèi)凹的，其中的等離子體往各個方向運動磁??場都會增強，等離子體處于一種“最小磁場（Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ）?”中，這種結構也稱為??“磁阱（Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｗｅｌｌ）?”［４］。這種Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ結構能夠有效地抑制低頻的ＭＨＤ不??穩(wěn)定性，從而使得等離子體損失大大減小�！凹s飛棒”結構首先在ＰＲ－６實驗上得??以實現(xiàn)并取得成功，之后很快被應用在其他裝置上（如ＡＬＩＣＥ），很快，“約飛棒”??與兩端的磁場線圈一起演變成一種“棒球線圈”，又稱為“陰－陽線圈”，“約飛棒”??與“棒球線圈”如圖１．４所示：??Ｉ?Ｉ??＼?／?．．．?）?ｊ?／??圖１．４?（ａ）?“約飛棒”；（ｂ）?“棒球線圈”與Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ位形等離子體??盡管使用Ｍｉｎｉｍａｌ－Ｂ磁場位形會帶來工程上的困難和造價的提高
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2015年世界能源發(fā)展形勢分析[J]. 閆勇. 中國能源. 2016(04)
[2]KMAX實驗裝置中的重點研究問題[J]. 孫玄,劉明,謝錦林,余羿,林木楠,張情. 中國科學技術大學學報. 2014(05)
[3]ICRF Experiments and Potential Formation on the GAMMA 10 Tandem Mirror[J]. M.ICHIMURA,T.CHO,H.HIGAKI,M.HIRATA,H.HOJO,T.IMAI,K.ISHII,M.K.ISLAM,A.ITAKURA,I.KATANUMA,J.KOHAGURA,Y.NAKASHIMA,T.NUMAKURA,T.SAITO,Y.TATEMATSU,M.WATANABE,M.YOSHIKAWA. Plasma Science and Technology. 2006(01)
博士論文
[1]EAST托卡馬克上的先進集成微波反射計診斷系統(tǒng)[D]. 胡健強.中國科學技術大學 2017
本文編號：2914825
本文鏈接：http://www.lk138.cn/projectlw/hkxlw/2914825.html
最近更新
教材專著
