基于毛细管放电等离子体产生瞬态高热负荷的实验研究

• 作者: 蒋仕 杨伟鸿 陈立 李伟昊 李兴文 石桓通
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 毛细管放电 磁约束聚变 高热负荷 光谱 薄膜量热计
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 高电压技术|High Voltage Engineering
• 页码范围: 415-424,中插33
• 页数: 11页
• 分类号: TM711
• 语种: 中文
• DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.210603

摘要

托卡马克装置在运行时出现的第I类边缘局域模(edge-localized mode,ELM)会产生瞬态高热负荷,但很难直接在现有装置上对ELM热负荷进行研究.该文提出基于毛细管放电等离子体等效模拟ELM瞬态高热负荷的思路,并研制可重复频率运行的毛细管射流等离子体产生装置,实现1～10Hz连续可调、稳定运行.然后,建立毛细管等离子体射流的光学诊断系统,结合Bartels及其他光谱分析方法,获得等离子体射流形态、电子温度、密度等关键参数,解决难以分析自蚀谱线的问题.最后,建立基于薄膜量热计的热负荷测量系统,其具有高精度、快响应速度的优点,可直接有效测定热负荷.结果表明,在-(1～2)kV充电电压、50Pa干燥空气条件下,瞬态热负荷功率可达GW·m-2量级,有效均匀面积为5cm-2以上,电子密为度1.78×1023 m-3,能够满足ELM高热负荷的核心指标要求.