摘要：介绍了EAST第一条中性束注入束线内部偏转系统的结构。以参数为80 keV,70 A的氘束作为参考束,分析了经过中性化气体靶后,束流中高能粒子的能量成分;通过计算不同能量离子的偏转半径,说明了束截面在纵向的扩展情况;阐述了束散角的产生原理,分析了束散角对偏转系统窗口设计的影响。结果表明,偏转系统入射窗口和出射窗口尺寸一般和入射束的尺寸一致;偏转系统入射窗口和回转窗口的尺寸和相对位置满足一定条件,可使装置的热负荷相对较小,且各部分热负荷相对均匀。

摘要：为EAST装置中性束注入器设计了一套用于将剩余离子在线电偏转的结构,并对系统各设备的核心参数进行了估算。在4.41k V偏转电压作用下,该电偏转系统可提供80ke V氘离子束偏转所需的偏转电场。在偏转电场调制情况下,该电偏转系统可有效降低极板表面的热负荷,进而满足EAST中性束注入器稳态运行的需要。

摘要：中性束注入是磁约束核聚变研究重要的辅助加热和电流驱动手段。由于负离子源中性束注入系统束能量高、束斑大,电偏转已经成为剩余离子剥离的首选方案,其剩余离子剥离设备被称为电偏转器。电偏转器作为实现束流中性化的核心设备,其性能决定了中性束注入系统的工作效率。本文提出了聚变堆主机关键系统研究中负离子源中性束注入系统电偏转器的概念设计方案,通过理论计算和束流沉积模拟初步确定了电偏转器的结构和其表面较为均匀的热负荷分布,完成了电偏转器的参数设计,此设计可为电偏转器进一步的工程设计提供设计参考。

摘要：偏转磁体是中性束注入器的关键部件之一,它安装在中性束注入器真空室内部。为适应核聚变研究装置对中性束注入器高能量、长脉冲、稳态运行的要求,对其偏转磁体原先励磁线圈的水冷系统进行了分析,提出增加水冷抽头的方法完成了改进设计,并对改进前后线圈的冷却能力进行了实验测试。测试结果显示,当中性束注入器长脉冲稳态运行时,改进后的水冷结构能及时带走偏转磁体励磁线圈产生的热量;冷却水的进出口水温差约21 oC;偏转磁体线圈导体表面的温度约45 oC;改进设计水冷系统性能得到优化,满足了EAST-NBI高参数、稳态运行的要求。

摘要：本文利用STM32芯片驱动电路设计了光电倍增管连锁保护系统。该系统具有探测杂散粒子谱线信号强度的能力,可以利用对于电离损失异常幅值的检测手段实现离子源电源的断电保护和远程上电复位的功能。测试结果表明,该系统可以电信号形式表现被测光信号的强度信息,具备在达到保护触发条件下快速(1 ms以内)实施离子源电源关断操作处理。

摘要：介绍了RF离子源驱动源的结构设计及RF线圈的热流固耦合分析。RF离子源采用外置天线的感应耦合方式,采用双射频驱动源设计,每个射频驱动源功率约60k W,总体功率为120k W,可产生均匀高密度的等离子体,以满足稳定的长脉冲运行的要求。在完成上述工作的基础上完成了RF离子源样机组装和初步实验测试。

摘要：射频负离子源数据管理系统旨在管理中性束注入实验中产生的诸如信号数据、日志记录、图像记录等大量实验数据,以直观高效地展示实验运行进展。该设计选择NI(National Instruments)系列板卡实现数据采集、应用MDSplus(Model Drive Systemplus)的模型树和脉冲树作为存储结构、配套jScope软件实现波形绘制,解决了中性束注入系统调试运行过程中产生大量的数据管理困难问题,实现了稳态大规模数据实时处理和统一管理。

摘要：大功率离子源是整个中性束注入装置的核心部件。离子源灯丝、弧等关键部件的运行状态对系统实验参数设定、故障判断至关重要。为了实时监控灯丝、弧的运行状态,设计了一款大功率离子源负载端数据采集系统。系统采用伏频(V/F)转换技术实现了采样信号的远程隔离传输。PXI系统和Lab VIEW将采样信号进行实时显示。实验结果表明,在直流和调制注入模式下,系统实现了离子源灯丝和弧电压的远程实时监控。

摘要：中性束注入器偏转磁铁是剥离束流中剩余离子的关键设备,它与剩余离子吞食器等内部部件构成了中性束注入器的束偏转系统。束偏转系统的性能对中性束注入器束流的品质及其束传输效率发挥着重要作用。本文根据EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)中性束注入器对束偏转系统的要求,对其偏转磁铁各性能参数进行了估算。为中性束注入器设计了一台用以剩余离子180°偏转的偏转磁铁。该偏转磁铁采用H型二极电磁铁结构;其磁极端面设计为138cm×47cm的圆角矩形结构;其线圈设计为每侧2饼,每饼2层,每层8根的串联结构,导线选用外方内圆空心铜导体,以满足偏转磁铁稳态运行的需要。该设计的偏转磁铁在370 A励磁电流条件下,可提供80keV氘离子束偏转所需的磁场。实验测试结果显示:500 A励磁电流稳态运行条件下,偏转磁铁线圈冷却水温升约21.5℃,该设计结构的偏转磁铁满足EAST中性束注入器满参数稳态运行和未来运行参数逐步提高的需要。

摘要：负离子源中性束注入(NNBI)系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)的组成部分,其目标是开展NNBI相关的科学与工程问题研究,为未来聚变堆NNBI系统的研制与运行积累经验。加速器的束流光学特性决定着最终形成束流的发散性,进而影响着束流在加速器和束线中的传输效率,这对NNBI系统的高功率、高能量、长脉冲运行至关重要。为此,采用IBSimu离子束流模拟程序对目前CRAFT NNBI的400 keV加速器电极系统的物理设计进行束流光学特性分析与评估。目前该套电极结构的设计与ITER负离子源类似,束发散的计算结果满足设计要求。在负离子束流密度较高时(100~300 A/m^(2)范围内),具有更小束发散角;引出距离(5~7 mm范围内)和加速距离(88~110 mm范围内)的适当增加,也呈现出束发散角下降趋势。