為了達到核聚變要求的溫度并保證托卡馬克的穩(wěn)態(tài)運行,射頻波和中性束注入已經(jīng)成為等離子體輔助加熱和非感應電流驅(qū)動必不可少的手段。大量的實驗證明,在現(xiàn)有各種射頻波電流驅(qū)動中,低雜波電流驅(qū)動（LHCD）驅(qū)動效率最高,特別適于產(chǎn)生長脈沖、中等規(guī)范化β的先進托卡馬克所需的電流分布。但是,在許多托卡馬克裝置上都發(fā)現(xiàn),在高密度等離子體實驗條件下低雜波驅(qū)動效率比理論預期要低。目前已經(jīng)提出了許多導致電流驅(qū)動效率降低的機制,并通過詳細的建模工作進行了驗證。最近的研究表明因參量衰變不穩(wěn)定性或波散射導致的平行波數(shù)譜展寬可能是低雜波驅(qū)動效率反常下降的原因之一。目前,幾乎所有的高密度低雜波電流驅(qū)動實驗研究都是基于實驗上頻率譜測量診斷,然后通過理論計算得到波數(shù)譜,缺少直接的波數(shù)譜測量證據(jù)。本文首次在EAST托卡馬克裝置上發(fā)展8通道低雜波平行波數(shù)譜診斷測量系統(tǒng),旨在直接測量低雜波從天線端口發(fā)射出來后首次在刮削層中傳播時的平行波數(shù)。本文設計了射頻磁探針陣列,射頻磁探針的結構使其具有測量平行于背景磁場方向的低雜波波數(shù)分量k‖的能力。為了方便信號采集和避免“鏡頻干擾”問題的影響,本文設計了超外差式兩級混頻電路,將低雜波信號頻... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１聚變反應截面隨粒子動能的變化［３］??

ＴＥＸＴ丨１２１。丨ＴＥＲ??裝置是目前國際上在建最大的托卡馬克裝置，由中國、歐盟、美國、日本、俄羅??斯和印度等七方共同建造［１３１。??ＥＡＳＴ?（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ）是由我國自主設計制??造的世界上第一個非圓截面全超導而且具有主動冷卻結構的托卡馬克核聚變實??驗裝置。ＥＡＳＴ采用丨ＴＥＲ－ｌｉｋｅ的等離子體位形和以射頻（ＲＦ）波加熱為主的方??案，旨在研究長脈沖穩(wěn)態(tài)高約束模式下等離子體相關的物理和技術問題。圖１．２??為ＥＡＳＴ托卡馬克實驗裝置和ＩＴＥＲ示意圖，表１．１對比了?ＥＡＳＴ和ＩＴＥＲ主要??的工程和等離子體參數(shù)。??＿，襲??圖１．２?ＥＡＳＴ托卡馬克實驗裝置［１°］及ＩＴＥＲ示意圖ｌｌＷ??表１．１?ＥＡＳＴ與ＩＴＥＲ參數(shù)對比????ＥＡＳＴ?［ＴＥＲ???大半徑（ｍ）?１．８５?８．１４??３??

?第一章緒論???子體放電的托卡馬克核聚變裝置［１７］。??１．?２?ＥＡＳＴ低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)??大量的實驗證明，在現(xiàn)有各種射頻波電流驅(qū)動中，低雜波電流驅(qū)動（Ｌｏｗｅｒ??ＨｙｂｒｉｄＣｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｅ，?ＬＨＣＤ）驅(qū)動效率最高，特別適于產(chǎn)生長脈沖、中等規(guī)范化??Ｐ的先進托卡馬克所需的電流分布，是一種獲得全電流等離子體電流驅(qū)動很好的??手段。??ＥＡＳＴ裝置上低雜波系統(tǒng)的位置如圖１．３所示。低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)主要由??以下幾個部分組成：（１）產(chǎn)生大功率長脈沖微波的速調(diào)管微波源；（２）用以激勵??速調(diào)管放大器的低功率微波電路；（３）為速調(diào)管提供電能的直流髙壓電源：（４）??傳輸微波的矩形波導；（５）將微波耦合到等離子體的天線系統(tǒng)；（６）檢測、控制??各路微波的功率、相位以及各種設備工作狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)；（７）冷卻水系統(tǒng)。??ＬＨＣＤ??ｉ?訓丨?＾??４、．從?Ｅ?Ｄ??■??Ｍ?ｉ．ｉｉｃｎ??ｌ：（?ＨＩ！?（２．４５＜；｜｜，）??（１４（Ｋ；Ｍ／）?＿�。�，、＇??４ＭＷ??圖１．３?ＥＡＳＴ上的低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)分布俯視圖??４．６ＧＨｚ低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)的結構示意圖如圖１．４所示。低功率微波源產(chǎn)??生的微波信號經(jīng)過功率分配器分成２４路，然后輸入到速調(diào)管放大器的輸入腔，??用于激勵速調(diào)管放大器；２４只速調(diào)管產(chǎn)生的約６ＭＷ微波功率，通過天線系統(tǒng)耦??合到等離子體中。水冷卻系統(tǒng)將速調(diào)管管體、收集極和天線系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量帶走，??以實現(xiàn)低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)的高功率穩(wěn)態(tài)運行。??５??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]EAST 2MW/2450MHz低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)綜述[J]. 趙連敏,單家方,劉甫坤,賈華,王茂,劉亮,王曉潔,徐旵東,張長虹,李軍,低雜波電流驅(qū)動小組.  核電子學與探測技術. 2009(05)



本文編號：3522531