能够产生和维持一直线段稳态等离子体的装置直线等离子体装置的分类.pptVIP

asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * ASIPP 直线等离子体发生装置方案设计 2009年02月 ASIPP 直线等离子体发生装置的意义及国内外概况 拟建两台装置的目的与要求 当前的概念设计 等离子体源的选择与设计 ASIPP 直线等离子体装置（Linear Plasma Device，LPD）： 能够产生和维持一直线段稳态等离子体的装置 直线等离子体装置的分类： 从事材料和边界研究 PISCES-A/B PSI-I/II MAP-II Pilot-PSI等 从事等离子体基础研究 HELIX LIEA VINETA等 ASIPP 国外直线等离子发生装置部分参数 JAERI PISCES-A PISCES-B Pilot-PSI 科大LMP 束流密度(m－2s－1) ～1022 1021～1022 1021～1023 1023 等离子体密度1011～1012cm3 磁场 (G) 0～1000 2000～4000 发生器 0～1000 靶区 0～500 4000(连续) 16000(4s 脉冲) 0～1000 腔室长度(mm) 800 2500 1000 1000 2000 腔室直径(mm) 100 200 400 255 ASIPP 日本原研设备 ASIPP PISCES-A ASIPP 使用钨丝直流放电及射频螺旋波放电，磁场0～1000G 科大LMP设备 ASIPP 直线等离子体发生装置的意义及国内外概况 拟建两台装置的目的与要求 当前的概念设计 等离子体源的选择与设计 ASIPP 浙江大学 研究等离子体行为（主要供教学使用） 参数（主要是等离子体密度，磁场强度，等离子体束直径）高于国内同类设备水平 预留升级空间，将来研究PSI过程（加大磁场，改造等离子体源） 尺寸要求：长度～2m，直径30cm ASIPP 直线等离子体发生装置的意义及国内外概况 拟建装置的目的与要求 当前的概念设计 等离子体源的选择与设计 ASIPP 浙江大学直线等离子体设备概念设计： 用两个1m长，内径300mm的管道组成主腔室 采用LaB6以及螺旋波天线作为等离子体源 源区与主腔室间有闸板阀 源区必须保证足够磁场强度 ASIPP 线圈 直线真空管 控制电源 抽气系统 离子源 射频天线 ASIPP ASIPP ASIPP 直线等离子体发生装置的意义及国内外概况 拟建两台装置的目的与要求 当前的概念设计 等离子体源的选择与设计 ASIPP LaB6特性： 红紫色固体。等轴晶系。密度2.61g/cm3。熔点2710℃。 加热到1600OC左右大量发射电子，同时具有较低的蒸发率，大量用于生产电子源。 国内有大量的企业提供LaB6，纯度最高一般为99.5％ PISCES 测试结果 ASIPP 钨丝加热LaB6板材 Ta 环 钨丝电流约100A，加热平板LaB6 阴极至1600°C 左右，工作气体0.1-1Pa，发生电弧放电产生等离子体，弧电压小于100V，电流在安培量级 特点：原理简单，技术比较成熟，国外大部分设备使用类似源 难点： LaB6板的支撑，水冷设计 造价： LaB6几千元，其他稀有金属包括Mo和Ta 等离子体源结构图（ PISCES-A ） ASIPP 直热型LaB6电子发射装置 名古屋大学仿制了PISCES的等离子体源（称为旁热型），同时研发了直热型电子源。 NAGDIS－I上的测试结果(电子密度)： 直热型1X1019m-3（阴极功率3KW） 旁热型1X1019m-3 （阴极功率7～8KW） LaB6直接通电加热释放电子 ASIPP 日本原研设备的等离子体源 加工示意图 将热压成筒状，再用线切割方式加工成双螺旋结构。 特点：结构紧凑，能够产生高密度等离子体 难点：加工困难，极可能在加工过程中碎裂 可以作为一个备选方案，必要时候向国外购买，只需做好相应的电源及冷却设计 更紧凑的直热型电子源 ASIPP Cascaded Arc 优点：制造材料常见，有相关图纸，北航方面人员有使用经验 难点：水冷设计复杂，制造精度要求极高，腔室必须进行相应设计 ASIPP 必须使用Orifice控制源区与输运区的压力(104数量级差别) ASIPP Thank you! asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp * asipp *