EAST锂化系统的优化及其对等离子体性能的影响

为提高锂膜在先进实验超导托卡马克(EAST)内真空室器壁上的均匀性,从而提高锂膜对再循环的控制,对杂质的抑制能力,优化设计了新型三孔蒸发型坩埚,并成功的用于锂化壁处理实验。实验表明,锂膜在内真空室器壁上更加均匀,坩埚附近没有出现明显的锂膜起皮现象,下石墨偏滤器得到有效的覆盖。锂膜均匀性的提高,有效的提升了初次锂化壁处理对控制再循环,抑制杂质的能力,同时也延长了锂膜的寿命。为了恢复内真空室第一壁上退化锂膜的性能,优化设计了一套新型炮间锂化系统。新型炮间锂化系统成功在等离子体放电间隙开展了锂化壁处理,挡板开启后,锂蒸气成功注入到内真空室中,有效地抑制了等离子体放电中的再循环水平、杂质含量及总辐射功率。     

不同冷却剂对感性耦合等离子体性能的影响

感性耦合等离子体（ICP）源作为聚变中性束注入（NBI）加热系统的关键部件,其工作过程中会产生大量的热量,不仅会影响装置真空,还会导致等离子体阻抗发生变化,进而对射频功率馈入产生一定的影响,因此有必要对放电腔体进行冷却。设计了双层玻璃筒放电腔体以实现对放电腔体的主动冷却,并定量研究了不同冷却剂（去离子水、纯净水、氟化液等）情况下对ICP放电的影响。实验结果表明,在双层玻璃筒中间层主动通入冷却剂能够有效避免等离子体热负荷对放电腔体真空度的影响。采用氟化液作为冷却剂时,等离子体阻抗值最低,对等离子体电子密度提升最大,较采用去离子水和纯净水最大高出约15.3%和18%。通过比较冷却剂的体积电阻率和相对介电常数发现,冷却剂的相对介电常数与等离子体电子密度和等效阻抗的变化呈现出负相关性,即在放电腔体温度不变情况下,相对介电常数越低等效阻抗也越低,等离子体密度也越高。实验结果对于感性耦合等离子体放电腔体的设计及冷却剂的选择具有指导意义。     

无氧铜表面玻璃绝缘层烧制工艺研究

为解决天线内置型射频等离子体中无氧铜线圈的匝间绝缘问题,本文研究了一种能够在无氧铜表面烧制玻璃绝缘层的工艺,并详细研究该工艺中不同表面处理方式、粘结剂、烧制温度等因素对玻璃绝缘层性能的影响。结果表明：对无氧铜表面进行酸洗预处理相对于碱洗能够显著提高低温釉料在铜表面的润湿性,减少绝缘层表面“孔隙”的产生;同时添加适量的Na₂SiO₃·5H₂O粘结剂能够改善玻璃绝缘层与铜表面的界面结合效果,并提高玻璃绝缘层表面的硬度;此外,绝缘层表面硬度随着烧制温度的升高逐步提高,且绝缘层表面的“孔隙”数量逐步减少;最终根据该工艺制备了表面烧制玻璃绝缘层的无氧铜线圈天线,实现了长时间的放电维持,有效解决了放电过程中匝间的绝缘问题。