微波等离子体增强CVD实验装置建造与调试

建造了一台微波等离子体增强化学气相沉积实验装置,利用该装置实验研究了微波功率、工作气体种类、工作气压及磁场位形对等离子体特性影响。结果表明,在(10~(-1)～     

MM-2磁镜装置上的电子回旋共振加热实验

在MM-2单磁镜装置上完成了电子回旋共振加热实验。装置中心的磁场强度约为3×10~(-1)T,磁镜比等于2.64:1,磁峰距为60cm,真空室内径为20cm,通过微波辐射耦合到中心平面的真空室而产生等离子体并使之加热。微波功率源是一个振动陀螺仪,它在10ms的脉冲持续时间内产生15MHz频率的30kW的输出功率。当出现反磁性信号时,观察到了硬X射线信号。轫致辐射发射分析表明:热电子温度约为25～30keV,通过多栅能量分析器测得的电子密度约为1.1～3.9×10~(10)cm~(-3)。     

MM-2磁镜装置上的电子回旋共振加热实验

在MM-2单磁镜装置上完成了电子回旋共振加热实验。装置中心的磁场强度约为3×10~(-1)T,磁镜比等于2.64:1,磁峰距为60cm,真空室内径为20cm,通过微波辐射耦合到中心平面的真空室而产生等离子体并使之加热。微波功率源是一个振动陀螺仪,它在10ms的脉冲持续时间内产生15MHz频率的30kW的输出功率。当出现反磁性信号时,观察到了硬X射线信号。韧致辐射发射分析表明:热电子温度约为25—30keV,通过多栅能量分析器测得的电子密度约为1.1—3.9×10~(1o)cm~(-3)。     

关于强流ECR质子源氢等离子体发射光谱的诊断研究

本文通过发射光谱诊断方法,用H_2等离子体的辐射碰撞模型对连续溃入的微波功率和全永磁磁场约束下产生高密度的H_2等离子体进行光谱诊断,计算出一定放电条件下(微波功率200-700 W,压强0-2 Pa)H~+的密度为1010-1011 cm~(-3),另外讨论了实验中观察到的Balmer系氢原子发射光谱强度随放电条件的变化规律。     

强流中子管微波离子源微波吸收效率的实验研究

强流中子管微波离子源实验系统已建成。给出磁场模式设计结果,通过实验确定微波吸收效率与磁场分布及气压的关系,其中微波输入功率300-500W。微波引入窗处的磁场为0.095T时,微波吸收效率都在90%以上,最高达到100%。     

HL-l装置初步实验研究

HL-1装置在纵向磁场2.3T下运行,获得了135kA平衡稳定等离子体(平顶时间150ms)。电子温度500eV,电子密度2.5×10~(13)cm~(-3),能量约束时间10ms,有效电荷数小于3,最低稳定运行安全因子2.5。实验表明,纵场杂散分量仅约纵场的万分之一,导体壳和平衡场基本上能保证等离子体的平衡。放电延续时间可长达1.04s。在对MHD稳定性进行大量观测的基础上,确定了稳定运行区域;极限密度符合Murakami定标律。在现有的欧姆加热条件下,能量约束时间服从Alcator C定标律。 本文对实验结果进行了综合分析讨论。     

HL-1装置初步实验研究

HL-1装置在纵向磁场2.3T下运行,获得了135kA平衡稳定等离子体(平顶时间150ms)。电子温度500eV,电子密度2.5×10~(13)cm~(-3),能量约束时间10ms,有效电荷数小于3,最低稳定运行安全因子2.5。实验表明,纵场杂散分量仅约纵场的万分之一,导体壳和平衡场基本上能保证等离子体的平衡。放电延续时间可长达1.04s。在对MHD稳定性进行大量观测的基础上,确定了稳定运行区域;极限密度符合Murakami定标律。在现有的欧姆加热条件下,能量约束时间服从Alcator C定标律。本文对实验结果进行了综合分析讨论。     

HL-1M欧姆加热等离子体实验的初步分析(英文)

介绍了中国环流器新一号(HL-1M)托卡马克装置及其诊断、数据采集与处理系统,并对有关气体再循环、等离子体平衡与稳定性的实验结果进行了初步分析和讨论。该装置现已获得I_P=322kA,q<2.5,(?)=6×10~(13)cm~(-3):T_e(0)>1keV,T_i(0)>0.5keV和τ_E≈10ms的平衡稳定等离子体。     

会切装置静电堵漏实验

本文描述了一个静电堵漏会切型等离子体约束系统和实验方法,给出了电子注入、堵漏电极作用,等离子体约束性能实验结果、并对结果进行了必要的分析和讨论。得到的等离子体参数为:密度n=2×10~(10)cm~(-3);寿命τ=2ms;电子温度Te=50eV;等离子体电位φ_p=-68V。证明了密度与磁场的定标关系,堵漏电极的作用是明显和有效的,主要的实验结果与理论相符。 该装置将开展等离子体积累与加热、电势屏蔽、静电堵漏轴对称串级镜端塞的研究。     

会切装置静电堵漏实验

本文描述了一个静电堵漏会切型等离子体约束系统和实验方法,给出了电子注入、堵漏电极作用,等离子体约束性能实验结果、并对结果进行了必要的分析和讨论。得到的等离子体参数为;密度n=2×10~(10)cm~(-3);寿命τ=2ms;电子温度T_o=50eV;等离子体电位φ_p=-68V。证明了密度与磁场的定标关系,堵漏电极的作用是明显和有效的,主要的实验结果与理论相符。该装置将开展等离子体积累与加热、电势屏蔽、静电堵漏轴对称串级镜端塞的研究。     

基于IOT放大器的微波功率源在超导直线加速器上的应用

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)的直线加速器由两个4-cell超导加速腔构成,每个加速腔的激励由1套基于感应输出管(IOT)放大器的L波段微波功率源(25 kW)提供。本文介绍了微波功率源的基本原理、组成结构和调试过程,以及微波功率源在功率耦合器老炼平台和超导直线加速器上的一些实验结果。微波功率源安装调试后工作稳定,两套微波功率源的主要参数均达到设计要求。超导直线加速器的幅值稳定度和相位稳定度分别为0.04%和0.08°,优于设计指标。     

微波干涉仪与微波吸收仪

本文介绍了八毫米波线微波干涉仪及三厘米波段微波吸收仪.它们是利用微波技术来研究诊断瞬变等离子体的方法的必须工具.这方法是使微波束通过等离子体,然后测量其相位及幅值的变化.八毫米仪器工作频率为36.6千兆周/秒,可测最大电子密度值为1.66×10~(13)电子/厘米~3.三厘米仅器工作频率为9292兆周/秒,可测最大电子密度值为1.07×10~(12)电子/厘米~3.我们利用上述仪器在“小龙”装置上进行了大量实验,获得了满意的结果.     

多道微波干涉仪在HL-1装置上的等离子体电子密度测量

由两道8mm波段,一道4mm和一道2mm波段组成的四道微波干涉仪已经用在HL-1装置的等离子体电子密度测量上。2mm微波干涉仪测到了接近5×10~(13)(cm~(-3))的平均电子密度。在多道微波干涉仪的可测密度范围内,我们测得了HL-1装置等离子体小圆截面上的电子密度分布。利用微机进行数据处理的工作也取得了可喜的进展。     

多道微波干涉仪在HL-1装置上的等离子体电子密度测量

由两道8mm波段,一道4mm和一道2mm波段组成的四道微波干涉仪已经用在HL-1装置的等离子体电子密度测量上。2mm微波干涉仪测到了接近5×10~(13)(cm~(-3))的平均电子密度。在多道微波干涉仪的可测密度范围内,我们测得了HL-1装置等离子体小圆截面上的电子密度分布。利用微机进行数据处理的工作也取得了可喜的进展。     

MM-4U中等离子体约束位形实验研究

给出了不同镜比下的磁场轴向分布的测量结果,实验与理论计算符合较好。测得了4种镜比下的等离子体电位轴向分布,结果表明,各镜比下都可以建立具有热垒形式的负电位轴对称串级镜约束位形,且中心室等离子体电位绝对值随镜比的减小而增加。测得的密度分布与电位分布有类似形式。等离子体参数的典型值如下:东、西端室和中心室的等离子体电位分别为-126V,-105V和-50V;电子密度分另为4.0×10~(10)cm~(-3),3.6×10~(10)cm~(-3)和 2.0×10~(10)cm~(-3);电子温度为43eV。初步测得了电子温度与注入电子能量呈线性关系;等离子体电位绝对值和电子密度随注入电子能量的增加而增加;电子密度随磁场平方线性增加。最后,对上述结果进行了分析。     

电子回旋共振等离子体源的特性

简要描述了一台频率为２．４５ＧＨｚ的电子回旋共振（ＥＣＲ）等离子体源的特性测试，结果表明，放电室内的等离子体密度和电子温度与静态磁场、微波输入功率和真空度等参数均有着密切关系。当磁场达到共振条件８７．５ｍＴ时，等离子体很易产生，但等离子体密度的最大值却出现在９３ｍＴ处。ＥＣＲ源在真空度为０．１－１Ｐａ间均能运行。由石英、Ａｌ２Ｏ３陶瓷和ＢＮ构成的微波输入窗有良好的阻抗匹配，在微波功率为２００－７０     

热核反应实验装置的水冷磁场绕组

热核反应实验装置中,常设有特种激磁绕组,用以产生约束等离子体的磁场。大型装置的磁场绕组一般都需耗用大量导线材料并消耗巨大功率,例如,苏联的“奥格拉”及美国的直流磁镜装置(DCX)中,磁场绕组的铜重都以吨计,绕组直流电源机组的容量都达到几千瓩。由于上述原因,有时宜用水冷绕组,采用水冷方式可使绕组的导线电流密度大     

双会切串级镜MM-4U的首批实验结果

介绍了MM-4U装置的结构、原理和初步实验结果。这些结果主要是:用电子注入可以在装置系统中建立等离子体;测得轴向等离子体电位分布,东、西会切中心和中心室的等离子体电位分别为-180V、-164V和-1.8V;测得轴向电子密度分布与电位分布有相同形式,3个中心的密度分别为1.7×10~(11)cm~(-3),4.7×10~(10)cm~(-3)和7.5×10~7cm~(-3);东、西会切中心电子温度分别为(19.9±1.6)eV、(20.7±1.7)eV;距西端会切中心8cm处的等离子体压强约为6.76Pa,β约为1.7×10~(-3);在中心室观测到不稳定性,振荡频率为7～9.2kHz。对上述结果进行了分析,提出了进一步研究的实验课题。     

双会切串级镜MM-4U的首批实验结果

介绍了MM-4U装置的结构、原理和初步实验结果。这些结果主要是:用电子注入可以在装置系统中建立等离子体;测得轴向等离子体电位分布,东、西会切中心和中心室的等离子体电位分别为-180V、-164V和-1.8V;测得轴向电子密度分布与电位分布有相同形式,3个中心的密度分别为1.7×10~(11)cm~(-3),4.7×10~(10)cm~(-3)和7.5×10~7cm~(-3);东、西会切中心电子温度分别为(19.9±1.6)eV、(20.7±1.7)eV;距西端会切中心8cm处的等离子体压强约为6.76Pa,β约为1.7×10~(-3);在中心室观测到不稳定性,振荡频率为7～9.2kHz。对上述结果进行了分析,提出了进一步研究的实验课题。     

密度定标律研究和离子能谱测量

给出了静电堵漏会切装置中等离子体密度与磁场平方成正比的实验结果,证明了密度定标律是正确的。测得的最大平均密度为5.6×10~(11)cm~(-3),约束时间为3～5ms。用多栅分析器测量了电子和离子能谱。实验中发现存在两种离子温度,典型结果为80eV和140eV,阳极区的电位下降约-184V,最后对实验结果进行分析和讨论。