托卡馬克加熱(nbi)運用介紹-文庫吧資料
2025-07-05 13:09本頁面
【正文】 率又可化簡為常用的近似公式：――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――附：在典型的托卡馬克參數(shù)條件下，不同模式的頻率范圍：電子回旋頻率~ 幾十、上百GHZ；離子回旋頻率~ 十幾MHz；低雜波頻率~ 幾個GHz，（同低溫ECR Plasma）。（4） 低雜波（Low Hybrid Wave，LHW）電流驅(qū)動237。 與加熱同理，射頻離子回旋電流驅(qū)動也需要采用少數(shù)離子，并且由wwci = k||v||知，少數(shù)離子在某一方向被優(yōu)先加熱，從而產(chǎn)生電流（產(chǎn)生離子后，RFIC驅(qū)動電流的過程與前面電子回旋電流驅(qū)動類似）。射頻離子回旋電流驅(qū)動（RF Ion Cyclotron Current Drive， RFICCD）原理 在射頻離子回旋電流驅(qū)動中，波斜入射進(jìn)入等離子體，波與離子產(chǎn)生回旋共振作用。Faraday 屏蔽Metal strap/current strap可以調(diào)相接地點接地板RF高壓端，接同軸線內(nèi)導(dǎo)體。當(dāng)相速度滿足如下圖所示的關(guān)系時，電子受到TTMP加速（與電場的朗道加速條件類似）說明：FW斜入射進(jìn)入托卡馬克等離子體時，平行縱場方向上有電場、磁場。在非感性電流驅(qū)動技術(shù)中，也可以采用FW驅(qū)動電流，其原理為：快波斜入射進(jìn)入托卡馬克，波的平行（大環(huán)方向，平行于縱場）相速度與電子沿大環(huán)方向的熱速度相近時，快波可以通過兩種方式加速電子：電子受到環(huán)向朗道加熱（電子與環(huán)向快波電場作用）和瞬態(tài)磁泵浦（transit time magnetic pumping，TTMP，電子與環(huán)向快波磁場作用）加速。F不能直接加熱離子，通過少數(shù)離子加熱、模式轉(zhuǎn)化的波加熱離子、電子。224。237。237。RF波電流驅(qū)動與波入射方向F射頻波入射方向決定了它是否只有加熱作用，還是兼有加熱、驅(qū)動電流作用。 237。同樣，ECCD也可以作為輔助電流驅(qū)動方式，協(xié)助其他電流驅(qū)動。具體實施方法：先通過低雜波驅(qū)動電流（電子流），在加上ECW電流驅(qū)動。非對稱碰撞注：在ECCD設(shè)計中，需要使驅(qū)動凈電流方向與原有環(huán)向電流相同旋共振層1. ECW波由低場邊斜入射進(jìn)入等離子體.（垂直入射只有加熱作用）237。 效應(yīng)，與波逆向運動的電子“覺得”ECW頻率高，共振位置內(nèi)移，雖然該處的電子可以被加速，但此處的ECW電場已減弱（已損耗于外層電子加速），V⊥的增加量小。V⊥先通過回旋共振得到加速，V⊥的增加量大。 電磁波驅(qū)動電流的一般原理 有直接驅(qū)動、間接驅(qū)動兩種； 直接驅(qū)動： 電磁波在托卡馬克環(huán)向（縱向）上直接與電子作用，加速電子形成定向電流； 間接驅(qū)動：在垂直（相對于縱向磁場而言）方向上，電磁波與電子產(chǎn)生回旋共振作用，電子垂直磁場的能量增加，由此間接產(chǎn)生環(huán)向電流（具體驅(qū)動機(jī)理如下）237。 電流驅(qū)動效率隨電子溫度提高而非線性增加（與變壓器驅(qū)動電流特性相反，適用建堆發(fā)電時的運行）；237。局域電流驅(qū)動 原因：控制電流分布，得到好的磁場位形、基本原理問題及其問題（1） NB電流驅(qū)動（a）電流驅(qū)動方法=NB垂直注入等離子體，只起加熱作用，產(chǎn)生的快離子大部分被俘獲在香蕉軌道上；=NB切向注入（大環(huán)方向），不僅可以加熱等離子體，而且beam還可以在注入方向產(chǎn)生快離子（以電荷交換方式），形成環(huán)向電流； 問題：電子與beam快離子、plasma離子的碰撞后，在注入方向上產(chǎn) 生定向電子流，電子流與快離子流同向，降低了NB驅(qū)動電流。電流驅(qū)動的效率高原因：由此可以相應(yīng)降低所需驅(qū)動源功率。可以在高密度托卡馬克等離子體中驅(qū)動電流原因：在托卡馬克運行趨于能量平衡、自持運行、建堆發(fā)電的過程中，需要增加等離子體密度。20世紀(jì)70年代有人提出了非感性電流驅(qū)動（不借助變壓器產(chǎn)生驅(qū)動電流的渦旋電場）環(huán)向電流的設(shè)想，并在托卡馬克實驗中得到證實。環(huán)向電流可以由變壓器產(chǎn)生（感性電流驅(qū)動），但由變壓器提供的磁通變化總是有限，對應(yīng)等離子體電流維持時間有限，這決定純粹的變壓器托卡馬克只能進(jìn)行秒級脈沖運行。n磁場旋轉(zhuǎn)方法――在托克馬克中產(chǎn)生沿環(huán)向的電流由此產(chǎn)生小環(huán)向磁場――托卡馬克磁位形。 結(jié)論：簡單圓環(huán)磁場不能有效地約束帶電粒子。 在上述兩種力的作用下，不同電荷產(chǎn)生不同方向的漂移，即電荷分離，由此形成空間電場。――――――――――――（加熱部分結(jié)束）―――――――――――――――――6. 托卡馬克非感性電流驅(qū)動（前面已講述）n若沒有等離子體電流，僅存在外部縱向磁場時，磁場由為同心圓的磁力線組成，在該種磁場中，帶電粒子受兩種向外的力：（1） 離心力――運動的帶電粒子沿磁力線運動，受向外的離 心力。當(dāng)聚變反應(yīng)速率足夠高時，由聚變產(chǎn)生粒子可以維持氘氚等離子體處于高溫狀態(tài)，使聚變反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。粒子的能量遠(yuǎn)高于本底的氘氚離子的能量，其密度則要低很多。EAST對NBI要求： 源的數(shù)量： 兩個中性束能量：4090Kev（仍然使用正離子源）；注入功率： 34MW；引出粒子： H，D，He 束。指標(biāo)：束能量50千伏，束流22安培，束脈寬106毫秒的引出束流，離子束功率達(dá)到1．1兆瓦。F近年進(jìn)展：EAST裝置輔助加熱系統(tǒng)”是國家“十二五”大科學(xué)工程，2010年7月正式立項。（9） 國內(nèi)（等離子體所）的中性束加熱發(fā)展簡介F1978年（建所前）即開始研究，建所后設(shè)立了專門的研究室（四室）；F研發(fā)的離子源（潘寧源）直徑：7,10,15cm；F在HT6M上進(jìn)行過中性束（100KW）加熱實驗，有明顯的離子加熱效果；F1988年，建立直徑為1
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