基于M-C方法的NBI實驗裝置真空壓力分布研究及實驗.pdf

1、中性束注入器(Neutral Beam Injector，簡稱NBI)是能產(chǎn)生高能帶電離子束并對其進行中性化形成高能中性粒子束用以加熱托卡馬克等離子體的裝置。NBI加熱是在托卡馬克上除了歐姆加熱外的主要輔助加熱中加熱效率最高、物理機制最清楚的手段。在一些大型聚變裝置，諸如PLT、TFTR、JET、NSTX上都有成功的應(yīng)用，國際聚變工程試驗堆ITER上也將采用此種加熱方式。NBI真空壓力分布是影響中性束傳輸效率特別是再電離損失的極為關(guān)鍵的

2、因素之一，NBI真空壓力分布研究結(jié)果可為NBI再電離損失研究提供依據(jù)。 本文研究分析了HT-7托卡馬克NBI實驗裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，建立了NBI實驗裝置物理模型，同時利用M-C方法建立NBI實驗裝置主真空室及飄移管道內(nèi)分子運動及碰撞的數(shù)學模型，并運用MATLAB軟件進行編程實現(xiàn)對NBI實驗裝置真空壓力分布模擬計算，得到了主真空室及飄移管道在充氣過程中的平均壓力變化、氣體分子分布狀態(tài)變化以及壓力分布三維云圖。在HT-7 NB

3、I實驗裝置上進行了NBI真空壓力分布實驗，對NBI實驗裝置不同位置的真空度進行了實時監(jiān)測，并設(shè)計了NBI用低溫冷凝抽氣性能測試平臺。將模擬計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行比較分析，模擬計算結(jié)果和實驗結(jié)果均表明，為使HT-7 NBI實驗裝置的主真空室在脈沖充氣過程中維持在10-3Pa量級，飄移管道維持在10-4pa量級，要求NBI主真空室低溫冷凝泵抽速為40萬升/秒，飄移管道低溫冷凝泵抽速為4萬升/秒。本文研究的成果對NBI傳輸過程中再電離損失研究