磁鏡,作為一種探索磁約束核聚變的途徑,所面臨的一個重要挑戰(zhàn)就是軸向損失錐的存在導致其物理增益因子較小。串列磁鏡和場反磁鏡等概念的提出很大程度上就是為了提高軸向約束。但是這些概念的工程實現(xiàn)比較復雜,而本文工作的初衷就是探索一種新的減弱磁鏡軸向損失的方法。我們提出在磁鏡兩端的端室產生閉合磁力線結構,場反位形(FRC),來阻塞中心室的粒子逃逸的設想。本文則重點闡明實驗上如何通過旋轉磁場(RMF)產生FRC以及研究影響RMF/FRC產生效率的物理過程,最后通過單粒子軌道模擬探索RMF/FRC對于磁鏡軸向損失粒子的影響,并簡要給出初步聯(lián)合實驗的結果。本工作是在串列磁鏡裝置KMAX(Keda Mirror with AXisymmetricity)上開展的,選用了更有利于FRC磁力線閉合的奇對稱RMF天線構形,并創(chuàng)新性地把天線裝配在真空腔體內。RMF是通過調節(jié)射頻天線電流相位差來實現(xiàn)的。每套RMF天線分為4組,每組單獨供電,這樣的技術路線提供了更廣的相位可調區(qū)間。供電系統(tǒng)是自行設計研發(fā)的IGBT全橋逆變器,可以提供ms量級的84 kHz,1500 A的電流。在等離子體槍預電離的前提下,RMF天線可以...

【文章頁數】：180 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２含熱壘設計的串列磁鏡的電勢分布，摘自Ｋｅｓｎｅｒ等［９］??

??ｂａｒｒｉｅｒ）的概念［９］，如圖１．２所示。通過在子磁鏡和中心室之間產生一個負電壓來??阻礙電子的熱傳導。這樣可以降低對子磁鏡功率輸入的要求。??Ｐｌｕｇ??／＾―隊?＿?／＼?????Ｓｉｍｐｌｅ?ｐｏｓｉｔｉｖｅ?ｔａｎｄｅｍ??ｚｖ－＾＼???ＪＡ？?ｃ＾ｐａＬ？？?....

圖１．３場反磁鏡的磁力線結構??

??ｂａｒｒｉｅｒ）的概念［９］，如圖１．２所示。通過在子磁鏡和中心室之間產生一個負電壓來??阻礙電子的熱傳導。這樣可以降低對子磁鏡功率輸入的要求。??Ｐｌｕｇ??／＾―隊?＿?／＼?????Ｓｉｍｐｌｅ?ｐｏｓｉｔｉｖｅ?ｔａｎｄｅｍ??ｚｖ－＾＼???ＪＡ？?ｃ＾ｐａＬ？？?....

圖１．５借助串列磁場概念改善ＦＲＣ約束的原理圖，摘自Ｓｔｅｉｎｈａｕｅｒ＂２］??

?ｔ—?ＣＯＩＬＳ??ｅ?＾＼??Ｌ＊ｔｖ＾ｙ?Ｖ?Ｖｙ＼Ａ＾?ｙｙ?ｖ?ＷＶ＼ＡＡＡＡＡ７Ｔ＾??圖１．４Ａｓｔｒｏｎ的設計原理圖，摘自Ｃｈｒｉｓｔｏｆｉｌｏｓ１１３］??ＦＲＭ則可以看做Ａｓｔｒｏｎ項目的某種繼續(xù)，不同的是磁鏡領域采用的是切向中性??束注入（ｔａｎｇｅｎｔｉａ....

圖１．４Ａｓｔｒｏｎ的設計原理圖，摘自Ｃｈｒｉｓｔｏｆｉｌｏｓ１１３］??

最近也有研宄者也意識到結合ＣＴ?（閉合磁力線）和磁鏡（開放磁力線）的重要??性。Ｓｔｅｉｎｈａｕｅ提出使用類似ＴＭ的高電勢的子磁鏡來提高ＦＲＣ的約束［ｕ＿２３］，如??圖１．５所示。基本思想是通過ＴＭ對軸向約束的改善，減小ＦＲＣ通過開放磁力??線（ＳＯＬ）區(qū)域損失粒子，從而影響Ｆ....

本文編號：4023267