ICRH加熱是托卡馬克等離子體加熱的重要手段之一,在ITER裝置上共設(shè)計(jì)有兩套ICRH天線并為ITER等離子體提供40MW的總加熱功率。為了提高ICRH天線的可維護(hù)性以及吸收運(yùn)行過程中微波導(dǎo)體熱膨脹,在真空傳輸線上設(shè)計(jì)了多處柔性連接的微波滑動(dòng)電接觸。在ITER ICRH微波滑動(dòng)電接觸運(yùn)行之前,整個(gè)部件需要同ITER其他內(nèi)部部件一起進(jìn)行長時(shí)間的250℃高溫烘烤出氣。其中一處微波滑動(dòng)電接觸設(shè)計(jì)電流達(dá)2 kA,最大電流密度4.6 kA/m,巨大的電流密度在運(yùn)行過程中帶來嚴(yán)重的熱沉積造成電接觸熔毀。在過去的十年間,法國CEA針對ITER ICRH微波滑動(dòng)電接觸運(yùn)行要求進(jìn)行了長期的實(shí)驗(yàn)研究,已經(jīng)達(dá)到2 kA、600s的運(yùn)行,但離ITER要求的2 kA、1200s運(yùn)行仍有很大差距。為了指導(dǎo)ITERICRH微波滑動(dòng)電接觸的研發(fā),本文從微波滑動(dòng)電接觸損傷機(jī)制到合理電接觸材料選擇進(jìn)行了系統(tǒng)研究。首先,升級(jí)TITAN微波測試平臺(tái)并選用改進(jìn)型瑞士商用電接觸LA-CUT作為測試原型件開展微波載流測試�；诓牧媳碚餮芯�,證實(shí)了基材向電接觸功能鍍層的擴(kuò)散現(xiàn)象。依據(jù)微波滑動(dòng)電接觸真實(shí)運(yùn)行條件,建立微波滑動(dòng)電接觸傳熱... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１聚變反應(yīng)在不同溫度下的反應(yīng)截面??

?托卡馬克概念由前蘇聯(lián)在上世紀(jì)５０年代提出。２０世紀(jì)６０年代庫爾恰托夫研宄所??建成世界上首個(gè)托卡馬克裝置Ｔ－３。托卡馬克裝置的主要結(jié)構(gòu)如圖１．２所示，托卡馬??克主體結(jié)構(gòu)是由磁體線圈包繞環(huán)形真空室而成［６］。磁體線圈主要包括縱場ＴＦ以及極??向場ＰＦ，其中ＴＦ主要用于約束等離子體，極向場ＰＦ起到激發(fā)、加熱以及控制等離??子體的作用。ＰＦ、ＴＦ產(chǎn)生的磁場在真空室內(nèi)相互交織疊加成螺旋形磁場來控制等離??子體的產(chǎn)生和運(yùn)行。??ｉｎｎｅｒ?ｐｏｉｏｉｄａｉ??ｍａｇｎｅｔｋ?ｆｉｅｌｄ?ｃｏｉｌｓ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｏｕｔｅｒ?ｐｏｌｏｉｄａｌ??ｗ?ｃｏｉｌｓ??卿??＾？＇ｃ?ｆｉｅｌｄ??圖１．２托卡馬克主體結(jié)構(gòu)原理圖??１９６８年前蘇聯(lián)科學(xué)家報(bào)告了在Ｔ－３上取得的最新實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在Ｔ－３上實(shí)現(xiàn)了電子??溫度達(dá)到ＩｋｅＶ?（千電子伏）、離子溫度達(dá)到０．５ｋｅＶ的等離子體放電。這一消息隨后激??發(fā)了國際聚變研宄界建設(shè)和研宄托卡馬克裝置的熱潮，并隨后建設(shè)了上百個(gè)不同尺寸??的托卡馬克裝置，極大的推動(dòng)了受控核聚變的發(fā)展。７０年代中期，繼第一代托卡馬克??裝置取得的成功經(jīng)驗(yàn)后，各國陸續(xù)建造了一批大、中型托卡馬克裝置，主要包括美國??的ＤＩＩＩ－Ｄ、ＴＦＴＲ，英國的ＪＥＴ，德國的ＡＳＤＥＸ－Ｕ、法國的Ｔｏｒｅ－Ｓｕｐｒａ以及日本的ＪＴ－６０Ｕ??等裝置。并且，多個(gè)裝置采用非圓截面概念來改善磁流體穩(wěn)定性以及控制雜質(zhì)。在ＪＥＴ??裝置上獲得了最大１６．１ＭＷ能量輸出，以及最高等離子體電流７ＭＡ的世界紀(jì)錄，在??日本的ＪＴ－６０Ｕ托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置上

低雜波加熱系統(tǒng)（ＬＨＣＤ）以及中性束加熱系統(tǒng)（ＮＢＩ）。其中兩套ＩＣＲＨ系統(tǒng)將在ＩＴＥＲ??上應(yīng)用，能在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行（３６００ｓ）條件下為ＩＴＥＲ等離子體提供４０ＭＷ?（４０－５５Ｈｚ）的??加熱功率［１０，?１１］。如圖１．３所示，每套ＩＴＥＲ?ＩＣＲＨ系統(tǒng)都被設(shè)計(jì)成高度集成的窗口??插件形式，以便于在ＩＴＥＲ上進(jìn)行安裝，每套天線的重量大約４５噸［１１］。為了便于裝??配與維護(hù)，每個(gè)天線插件被設(shè)計(jì)成對稱的２Ｘ２陣列結(jié)構(gòu)。天線上最靠近等離子體的??部分稱為前端模塊（ＦＭ），主要作用是將微波能量耦合進(jìn)等離子體。在每個(gè)天線插件??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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