負(fù)離子源過濾磁場設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、基于負(fù)離子束的中性束注入系統(tǒng)是未來大型核聚變裝置進(jìn)行等離子體加熱的重要方式，負(fù)離子源是其核心部件。在負(fù)離子源引出區(qū)前產(chǎn)生一個(gè)橫向的過濾磁場，是提高負(fù)離子產(chǎn)額，減小共同引出電子比率的重要環(huán)節(jié)，能夠有效提升負(fù)離子源性能。過濾磁場可以有效“冷卻”從激勵(lì)區(qū)輸運(yùn)過來的高能電子，從而減少負(fù)離子的破壞。德國IPP相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，一個(gè)良好的過濾磁場參數(shù)不但可以增大負(fù)離子源的引出束流密度，還能有效抑制共同引出的電子，因此有必要對過濾磁場的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)

2、化設(shè)計(jì)。
　　針對本課題組提出的圓柱形的擴(kuò)展腔裝置，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的過濾磁場裝置。與IPP過濾磁場裝置的平行結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，可以靈活改變磁場方向等優(yōu)點(diǎn)。
　　過濾磁場對等離子體輸運(yùn)過程的影響規(guī)律需要借助于復(fù)雜的等離子體模擬才能獲得，難度比較大，本課題組還尚未完成該項(xiàng)工作。IPP則主要是借助于實(shí)驗(yàn)的方法來確定過濾磁場參數(shù)。由于暫不具備實(shí)驗(yàn)條件，故本文選擇以IPP的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為參考目標(biāo)，使用有限元的方法計(jì)算