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。

摘要：离子源是中性束注入系统的核心部件之一,射频离子源具备稳态运行的能力,成为未来中性束用离子源的主要备选源。在射频离子源中,阻抗匹配的合理设计和有效调谐是实现高功率稳定等离子体放电的核心,而驱动器的等效阻抗决定了阻抗匹配网络的设计,故对其特性的分析是必不可少的。基于射频等离子体变压器模型建立了射频离子源驱动器等效阻抗计算的解析模型,通过计算获得了驱动器等效阻抗随等离子体电子密度的变化特性,为阻抗匹配网络的合理设计及阻抗匹配调谐提供了参考。该模型能够较为快速准确地计算得出不同气压下驱动器内的电子温度,得出的不同气压和电子密度下的等效阻抗变化特性也与同类射频离子源的计算结果相符合。

摘要：根据CFETR对NBI系统参数的需求,开展了CFETRNBI束源的概念设计,给出了束源的设计参数指标和总体设计方案。完成了大面积等离子体发生器和负离子加速器两部分的设计工作。

摘要：中性束注入(Neutral Beam Injection)加热是磁约束核聚变装置上主要的辅助加热手段。强流离子束中性化是中性束注入的关键步骤,它直接决定了中性束的注入功率,进而影响对等离子体的加热效果。本文分析了EAST中性束注入器束中性化区的气流特性,发展了基于直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法的气流模拟程序,并用于EAST中性束注入器束中性化区的模拟分析和优化设计。