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《HT_7托卡马克氘丸注入实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第1期真空科学与技术2001年1月VACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY(CHINA)43技术交流HT7托卡马克氘丸注入实验研究夏承遗杨愚高翔辜学茂程永飞(中国科学院等离子体物理研究所合肥230031)ExperimentalStudyofDeuteriumPelletInjectiononHT7TokamakXiaChengyi,YangYu,GaoXiang,GuXuemao,ChengYongfei(InstituteofPlasmaPhysics,ChineseAcademyo
2、fScience,Hefei,230031)AbstractThepelletinjectionsystemusedintheHT7superconductingTokamakwasbrieflydescribed.Deuterium(D2)pelletformationtechnology,theD2pelletinjectiontechniqueandtheinfluenceoftheinjectiononthedeuteriumplasmawerediscussed.Changesinthedistributionoftheplasmadensityandtemperat
3、urewerealsostudied.KeywordsPelletinjectionsystem,D2pelletformationtechnique,D2pelletinjectionexperiment,Changesintheprofileofplasma摘要简要介绍了用于国家中型超导托卡马克装置HT7弹丸注入系统;详细阐述了在HT7装置首次用于加料实验的氘(D2)丸的成冰工艺、氘丸注入实验以及氘丸注入对等离子体产生的影响;研究了等离子体的密度、温度的分布变化。关键词弹丸注入系统氘丸成冰工艺氘丸注入实验等离子体分布变化中图分类号:TB69文献标识码:A
4、文章编号:02539748(2001)01004304高密度运行和约束改善是托卡马克装置研究的首次报道了在HT7托卡马克装置上尝试并实现了重要研究课题之一,传统的边界充气加料很难适应氘(D2)丸注入的实验及初步结果。现代大型装置实验研究。近年来,氢及其同位素的表1氢及其同位素特性固态弹丸的高速注入技术已成为几乎所有的磁约束Tab.1Propertiesofhydrogenisotopes固态属性受控聚变装置的先进加料技术。克分子量三相点三相点同位素极限屈服/gmol-1温度/K压力/Pa密度/gcm-3弹丸注入就是将氢或其同位素冷冻至对应三相强度/Pa点温度(氢及其同位
5、素的典型物理特性如表1所示)H2201613972008770~350D24028187172020210~530以下成冰,再用先进加速技术将其高速注入到等离T260322062160321030,1170子体中实现固态加料。对托卡马克而言,弹丸注入与传统的边界充气加料相比,其优点在于:加料效率1弹丸注入器高;燃料粒子沉积深;粒子再循环小;提高了等离子弹丸注入器是实现弹丸注入实验的关键设体密度极限;改善了粒子约束和能量约束;而且用氚备[1]。弹丸注入器按成冰方式可分为:原位冷冻式、[1~6]作燃料时可以更好地控制和统计氚的量。挤压源式注入器以及类似Zamboni
6、制冰机式的注目前,国际上大装置用于弹丸注入的丸料气主入器;按加速方式可分为:气动力加速、离心式加速要用D2,这样加料后等离子体的氢氘比可以得到有以及近年来为满足更高速注入发展起来的先进加速效控制,从而有利于ICRF少数粒子辅助加热。在国技术[2]。[1,3,5]内聚变研究中主要尝试氢(H2)弹丸注入,本文HT7托卡马克是我国第一个用于受控热核聚收稿日期:20000524基金项目:国家自然科学基金重点课题资助项目(批准号:19789501)44真空科学与技术第21卷变研究的超导托卡马克装置。根据HT7托卡马克的实际参数及加料要求,本文选择了原位冷凝、气动力加速式弹丸注入器
7、,其操作的原理如图1所示:(1)开始,用真空泵抽除低温恒温器系统、枪管以及喷管中的杂质气体,冷池温度低于三相点温度后,从枪管的一端引入室温的丸料气。(2)成冰,关闭进气阀,冷冻持续几分钟使丸料气填充弹丸芯部。(3)抽除残余气体。(4)发射弹丸,从枪管尾部引入高压驱动气体加速弹丸到等离子体。图2是HT7弹丸注入系统结构示意图,它包括弹丸注入器、驱动气发射及差分系统、远程控制与采集系统、低温及其回气系统、真空抽气系统等,构
