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、波與等離子體耦合效率高以及天線可遠離等離子體等特點,被廣泛的用于等離子體加熱、電流驅(qū)動、輔助啟動、電流剖面控制、MHD不穩(wěn)定性抑制以及輸運研究等方面。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,對基于過模波紋圓波導的ECRH傳輸系統(tǒng)關鍵技術(shù)包括傳輸系統(tǒng)的導波理論、波傳輸過程中的損耗以及用于毫米波極化器設計的矢量衍射光柵理論等進行了研究；在理論和實驗研究的基礎上,設計和研制了用于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、一體式換向波導、滑動及抽氣波導、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,詳細闡述了ECRH傳輸系統(tǒng)的導波理論,對波傳輸過程中產(chǎn)生的損耗進行了詳細分析,為傳輸系統(tǒng)中與過模波紋圓波導相關的部件研制打下了基礎。該部分首先從過模波紋圓波導的特征方程出發(fā),對波導壁函數(shù)、特征值及壁損耗進行了求解；對波導內(nèi)的兩個等價模式集合（混合模集和線極化模集）中各種模式的場分... 

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

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【學位級別】：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)且無可參考的運行經(jīng)驗，因此研制難度較大。為降低風險，ITER的ECRH系統(tǒng)將采取多方合作的方式進行研制，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)測試達到要求后運抵ITER現(xiàn)場進行組裝，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驗研究，取得了豐富的實驗成果[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，對應的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及高場側(cè)兩側(cè)均可到達回旋共振層。.? CMA Diagram for 0-Mode (a) 對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】：
期刊論文
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博士論文
[1]回旋管電子光學系統(tǒng)的研究[D]. 王麗.電子科技大學 2006



本文編號：3243567