旋转磁场形成的场反位形在串列磁镜KMAX中的应用

发布时间：2025-01-05 21:09

　　磁镜,作为一种探索磁约束核聚变的途径,所面临的一个重要挑战就是轴向损失锥的存在导致其物理增益因子较小。串列磁镜和场反磁镜等概念的提出很大程度上就是为了提高轴向约束。但是这些概念的工程实现比较复杂,而本文工作的初衷就是探索一种新的减弱磁镜轴向损失的方法。我们提出在磁镜两端的端室产生闭合磁力线结构,场反位形(FRC),来阻塞中心室的粒子逃逸的设想。本文则重点阐明实验上如何通过旋转磁场(RMF)产生FRC以及研究影响RMF/FRC产生效率的物理过程,最后通过单粒子轨道模拟探索RMF/FRC对于磁镜轴向损失粒子的影响,并简要给出初步联合实验的结果。本工作是在串列磁镜装置KMAX(Keda Mirror with AXisymmetricity)上开展的,选用了更有利于FRC磁力线闭合的奇对称RMF天线构形,并创新性地把天线装配在真空腔体内。RMF是通过调节射频天线电流相位差来实现的。每套RMF天线分为4组,每组单独供电,这样的技术路线提供了更广的相位可调区间。供电系统是自行设计研发的IGBT全桥逆变器,可以提供ms量级的84 kHz,1500 A的电流。在等离子体枪预电离的前提下,RMF天线可以...

【文章页数】：180 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２含热垒设计的串列磁镜的电势分布，摘自Ｋｅｓｎｅｒ等［９］??

??ｂａｒｒｉｅｒ）的概念［９］，如图１．２所示。通过在子磁镜和中心室之间产生一个负电压来??阻碍电子的热传导。这样可以降低对子磁镜功率输入的要求。??Ｐｌｕｇ??／＾―队?＿?／＼?????Ｓｉｍｐｌｅ?ｐｏｓｉｔｉｖｅ?ｔａｎｄｅｍ??ｚｖ－＾＼???ＪＡ？?ｃ＾ｐａＬ？？?....

图１．３场反磁镜的磁力线结构??

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图１．５借助串列磁场概念改善ＦＲＣ约束的原理图，摘自Ｓｔｅｉｎｈａｕｅｒ＂２］??

?ｔ—?ＣＯＩＬＳ??ｅ?＾＼??Ｌ＊ｔｖ＾ｙ?Ｖ?Ｖｙ＼Ａ＾?ｙｙ?ｖ?ＷＶ＼ＡＡＡＡＡ７Ｔ＾??图１．４Ａｓｔｒｏｎ的设计原理图，摘自Ｃｈｒｉｓｔｏｆｉｌｏｓ１１３］??ＦＲＭ则可以看做Ａｓｔｒｏｎ项目的某种继续，不同的是磁镜领域采用的是切向中性??束注入（ｔａｎｇｅｎｔｉａ....

图１．４Ａｓｔｒｏｎ的设计原理图，摘自Ｃｈｒｉｓｔｏｆｉｌｏｓ１１３］??

最近也有研宄者也意识到结合ＣＴ?（闭合磁力线）和磁镜（开放磁力线）的重要??性。Ｓｔｅｉｎｈａｕｅ提出使用类似ＴＭ的高电势的子磁镜来提高ＦＲＣ的约束［ｕ＿２３］，如??图１．５所示。基本思想是通过ＴＭ对轴向约束的改善，减小ＦＲＣ通过开放磁力??线（ＳＯＬ）区域损失粒子，从而影响Ｆ....

本文编号：4023267