在磁約束受控聚變研究中,電子回旋共振加熱（ECRH）因具有加熱局域性強(qiáng)、波與等離子體耦合效率高以及天線可遠(yuǎn)離等離子體等特點(diǎn),被廣泛的用于等離子體加熱、電流驅(qū)動(dòng)、輔助啟動(dòng)、電流剖面控制、MHD不穩(wěn)定性抑制以及輸運(yùn)研究等方面。本文依托國內(nèi)大型偏濾器托卡馬克裝置HL-2M開展電子回旋共振加熱系統(tǒng)的研制,對(duì)基于過模波紋圓波導(dǎo)的ECRH傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)包括傳輸系統(tǒng)的導(dǎo)波理論、波傳輸過程中的損耗以及用于毫米波極化器設(shè)計(jì)的矢量衍射光柵理論等進(jìn)行了研究；在理論和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)和研制了用于HL-2M裝置ECRH真空傳輸系統(tǒng)（真空度優(yōu)于10-2Pa）的高功率毫米波部件,包括過模波紋圓波導(dǎo)、一體式換向波導(dǎo)、滑動(dòng)及抽氣波導(dǎo)、隔直器以及可控極化器等。傳輸部件的功率容量為1MW/3s。本文主要包括三部分。第一部分為第二章和第三章,詳細(xì)闡述了ECRH傳輸系統(tǒng)的導(dǎo)波理論,對(duì)波傳輸過程中產(chǎn)生的損耗進(jìn)行了詳細(xì)分析,為傳輸系統(tǒng)中與過模波紋圓波導(dǎo)相關(guān)的部件研制打下了基礎(chǔ)。該部分首先從過模波紋圓波導(dǎo)的特征方程出發(fā),對(duì)波導(dǎo)壁函數(shù)、特征值及壁損耗進(jìn)行了求解；對(duì)波導(dǎo)內(nèi)的兩個(gè)等價(jià)模式集合（混合模集和線極化模集）中各種模式的場(chǎng)分... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

70GHz/IMW回旋振蕩管截面圖[27]

系統(tǒng)涉及很多新的技術(shù)且無可參考的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此研制難度較大。為降低風(fēng)險(xiǎn)，ITER的ECRH系統(tǒng)將采取多方合作的方式進(jìn)行研制，如圖1.2所示，其中波源回旋振蕩管(Gyrotrons)由歐盟(EU)、印度(IN)、日本(JA)及俄羅斯(RF)四方承制；回旋振蕩管電源（Power Supplies)由EU和IN共同研制;傳輸線(Transmission lines)由美國(US)研制；天線(Launchers)由EU和JA共同研制[33】。各方研制的部件經(jīng)測(cè)試達(dá)到要求后運(yùn)抵ITER現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，以組建ITER第一階段所需的20MWECRH系統(tǒng)。Launchers i Transmission Lines 丨 Gyrotrons ！^ EU’ JA US EUjN.JA.RF^!I nt^brcuk 丨 I I ；l?Ia<ioa vah< | DC teak Switch ：一革Iupper Laimchcr i 7? X - -?春： \h^I t)imnonj;rtiikto\* |Pump| ： (APS), J_j lb 』 i mhvpsPTi, ,., -r-~T f i :II I — ? i :Power SuppliesEquatorial Launcher Cn?w(ai‘I ' ' ' ' ； EU? IN(hofizoiuat scciiofl) | (Tokamak Hall] (Assembly Hall] [RF Building) ‘圖1.2在建的ITER裝置ECRH示意圖[33]在國內(nèi)，核工業(yè)西南物理研究院在HL-1M裝置上發(fā)展了一套75 GHz/500 kW/50 ms的ECRH系統(tǒng)，開展了一系列的物理實(shí)驗(yàn)研究，取得了豐富的實(shí)驗(yàn)成果[35];3

其截止發(fā)生在P = 0 {C0p= CO2)處，回旋共振層位于0)=叫仏處，對(duì)應(yīng)的CMA圖如圖1.30)所示。圖1.30)中，帶箭頭的虛線為波在等離子體中的軌跡；陰影部分為截止區(qū)域。從圖1.3(a)可以看出，只要避開2 G；2的區(qū)域，0模情況下波可從托卡馬克的低場(chǎng)及高場(chǎng)側(cè)兩側(cè)均可到達(dá)回旋共振層。.? CMA Diagram for 0-Mode (a) 對(duì)t : i ^'210 Cyclotron Frequeiicv jB ., 革0.8 _2 Ray Path^0.6- -⑴20.4-Second Harmonic. -0.21 , --, I0.0 ■ I I ■I ■ ■ ■I I 1 1 i I I0.0 0.5 1.0 1.5 2.0(c0p^c0)2 He—CMA Diagram for X-Mode (b)1.2 卜 J JL J _■二 J ■ ■ ■ ■ I , ■ ■ ■ If HFS Launch / :k 1.0 r; ^^° 、 Cyclotron Frequency /0.8 ^ / ?仏2 0.6 Upper Hybrid I :IrH \ VResonance /[H0-4 CutofK、?、 / Cutoff ：\ V Second Harmonicy ^nnf I ■ ■0.0 0.5 1.0 1.5 2.0(0)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)的研究[D]. 王麗.電子科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3243567