基于M-C方法的NBI實(shí)驗(yàn)裝置真空壓力分布研究及實(shí)驗(yàn).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(jìn)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(jī)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(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了NBI實(shí)驗(yàn)裝置物理模型，同時(shí)利用M-C方法建立NBI實(shí)驗(yàn)裝置主真空室及飄移管道內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)及碰撞的數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)對NBI實(shí)驗(yàn)裝置真空壓力分布模擬計(jì)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(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了NBI真空壓力分布實(shí)驗(yàn)，對NBI實(shí)驗(yàn)裝置不同位置的真空度進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測，并設(shè)計(jì)了NBI用低溫冷凝抽氣性能測試平臺(tái)。將模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析，模擬計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，為使HT-7 NBI實(shí)驗(yàn)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