3.3 托卡馬克加熱(nbi)

1、5.35.3中性束注入（中性束注入（NBINBI，NeutralNeutralBeamBeamInputInput）加熱）加熱?為什么不直接利用高能離子束？為什么不直接利用高能離子束？磁場可以約束離子，使之不能逃出托卡馬克，同理外部高能離子束磁場可以約束離子，使之不能逃出托卡馬克，同理外部高能離子束也被磁場約束，也被磁場約束，不易于進入不易于進入托卡馬克內(nèi)部。托卡馬克內(nèi)部。所以，需要在離子進入托卡馬克前，將離子束所以，需要在離子進入托卡

2、馬克前，將離子束中性化中性化――――中性束。中性束。?產(chǎn)生中性束的工作產(chǎn)生中性束的工作原理圖原理圖（JET，正離子源），正離子源）偏轉低能離子（離子吞食器物）偏轉低能離子（離子吞食器物）抽走低能中性抽走低能中性粒子粒子粒子粒子電荷交換電荷交換A＋(高能高能)＋B?A（高能）（高能）＋B＋?產(chǎn)生產(chǎn)生中性束系統(tǒng)中性束系統(tǒng)示意圖示意圖、實物、實物照片照片（JET）中性束系統(tǒng)示意圖中性束系統(tǒng)示意圖（下圖：用于（下圖：用于ASDEXU的正離子源的

3、內(nèi)部結構，采用的正離子源的內(nèi)部結構，采用RF感性耦合感性耦合，圖，圖中澡盆狀部件為中澡盆狀部件為法拉第屏蔽法拉第屏蔽，鐵箍狀部件為射頻，鐵箍狀部件為射頻線圈線圈）――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――?中性束加熱中的一些問題中性束加熱中的一些問題（1）中性束原子的選用中性束原子的選用在開始放電的在開始放電的初始建立階段初始建立階段，等離子體溫度不高，不能產(chǎn)生核反應

4、，可以用，等離子體溫度不高，不能產(chǎn)生核反應，可以用H原子中性束原子中性束加熱。加熱。在點火、燃燒點火、燃燒階段，可以采用階段，可以采用D中性束中性束。（2）中性束注入位置、方向中性束注入位置、方向中性束注入中性束注入位置位置：在托卡馬克的在托卡馬克的赤道面赤道面注入，通過最長，密度最大的區(qū)注入，通過最長，密度最大的區(qū)域。域。注入注入方向方向：平行于環(huán)向，垂直于環(huán)向。：平行于環(huán)向，垂直于環(huán)向。?垂直注入垂直注入優(yōu)點：優(yōu)點：窗口設計簡單；窗

5、口設計簡單；缺點缺點：加熱后離子的：加熱后離子的垂直垂直磁場磁場能量大能量大，容易進，容易進入香蕉香蕉（俘獲）軌道。（俘獲）軌道。在紋波度大的環(huán)向磁場中，俘獲快在紋波度大的環(huán)向磁場中，俘獲快離子引起紋波擴散，碰撞濺射托卡馬克離子引起紋波擴散，碰撞濺射托卡馬克壁，造成雜質污染。壁，造成雜質污染。?平行注入：平行注入：缺點缺點：窗口設計較復雜占用空間大；：窗口設計較復雜占用空間大；優(yōu)點優(yōu)點：電離距離：電離距離長，產(chǎn)生，產(chǎn)生穿行離子穿行離子。