HL2A中性束大功率离子源研究进展

先烈路

爱新觉罗胤祯ＨＬ－２Ａ中性束大功率离子源研究进展

雷光玖曹建勇邹桂清魏会领张贤明卜英南于利明姜韶风钟光武

卢大伦刘鹤李明谢炜明杨继芳段旭如

葫芦岛锌厂核工业西南物理研究院　成都　６１００４１

摘要：ＨＬ－２Ａ中性束注入系统（ＮＢＩ）由两条束线组成，总注入功率３ＭＷ，能量４５ＫｅＶ－６０ＫｅＶ，每条束线上安装４个大功率离子源。目前，安装在第一条束线上的桶式灯丝离子源已运行５年，离子源参数完全达到了设计指标：单离子源离子束功率０．　８ＭＷ，总中性束注入功率１ＭＷ；第二条束线安装新研制的大功率射频离子源，束能量６０ＫｅＶ，单个离子源离子束功率１．５ＭＷ，中性束功率２ＭＷ。计划２０１３底第二条束线将运行。

大功射频射频离子源具有长寿命、结构简单、高电离效率、维护方便等特点成为ＩＴＥＲ大功率中性束注入器的最佳选择，也是中性束大功率离子源的发展方向。近年来，对射频驱动高密度等离子体的产生、等离子体密度均匀性控制、射频等离子体诊断、初始等离子体产生、大功率射频传输与耦合、高压高功率高频阻抗变换器、以及涉及射频离子源工程技术等进行了研究，已经取得了一定进展：射频功率４０ＫＷ，等离子体密度达到了１．２×　１０１８／ｍ３，１．５ＭＷ的大功率射频离子源已经完成了工程设计，２０１３年初将进入调试阶段。

关键词：射频离子源；灯丝离子源；中性束注入器

Ｔｈｅ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｆｏｒ　ＨＬ－２Ａ　ＮＢＩ

沃克环流ＬＥＩ　Ｇｕａｎｇ－ｊｉｕＣＡＯ　Ｊｉａｎ－ｙｏｎｇＺＯＵ　Ｇｕｉ－ｑｉｎｇＷＥＩ　Ｈｕｉ－ｌｉｎｇＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｎ－ｍｉｎｇＹｉｎｇｎａｎ　ＢｕＹＵ　Ｌｉ－ｍｉｎｇＪＩＡＮＧ　Ｓｈａｏ－ｆｅｎｇＺＨＯＮＧ　Ｇｕａｎ－ｗｕＬＵ　Ｄａ－ｌｅｎｇＬｉｕ　ＨｅＬＩ　ＭｉｎｇＸＩＥ　Ｗｅｉ－ｍｉｎｇＹＡＮＧ　Ｊｉ－ｆａｎｇ

　ＤＵＡＮ　Ｘｕ－ｒｕＳｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，　Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ　４３２，　Ｃｈｅｎｇｄｕ，　Ｓｉｃｈｕａｎ，　６１００４１，　Ｃｈｉｎａ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　ＨＬ－２Ａ　ＮＢＩ　（Ｎｅｕｔｒａｌ　Ｂｅａｍ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）　ｗｉｔｈ　ｔｏｔａｌ　ｂｅａｍ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　３ＭＷ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｂｅａｍｌｉｎｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｌｏｃａｔｅｄ　ａｔ　ｏｐｐｏｓｉｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｒｕｓ　ｉｎ　ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ＮＢＩ　ｅｑｕｉｐｐｅｄ　４　ｂｕｃｋｅｔ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｏｐｅｒａｔｅｄ　ｆｏｒ　５　ｙｅａｒｓ　ａｎ

摩信网ｄ　ｔｏｔａｌ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｎｅｕｔｒａｌ　ｂｅａｍ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　１ＭＷ　ａｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　４５ＫｅＶ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｉｎ　２０１１．　ＲＦ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｗｉｔｈ　ｉｏｎ　ｂｅａｍ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　１．５ＭＷ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　６０ＫｅＶ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｂｅａｍｌｉｎｅ　ｉｓ　ｂｅｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ａｎｄ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｏｐｅｒａｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｂｅａｍｌｉｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｏｆ　２０１３．

　ＲＦ　ｄｒｉｖｅｎ　ｐｌａｓｍａ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｃａｎｄｉｄａｔｅ　ｆｏｒ　ＩＴＥＲ　ＮＢＩ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ：　ｌｏｎｇ　ｌｉｆｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，　ｓｉｍｐｌｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，　ｈｉｇｈ　ｐｌａｓｍａ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｅａｓｙ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．　Ｉｔ　ｂｅｃｏｍｅｓ　ａｌｓｏ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｐｏｗｅｒ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｆｏｒ　ＮＢＩ．　Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，　ＲＦ　ｄｒｉｖｅｎ　ｐｌａｓｍａ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，　ｐｌａｓｍａ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ，　ＲＦ　ｄｒｉｖｅｎ　ｐｌａｓｍａ　ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ，　ＲＦ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，　ｉｎｉｔｉａｌ　ｐｌａｓｍａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ａｎｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｐｒｏｔ

ｏｔｙｐｅ　ＲＦ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅｓ　（ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ）　ａｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ｉｎ　ａ　ｔｅｓｔ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　（ＳＷＩＰ）．　ＲＦ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　４０ＫＷ　ａｎｄ　１．２×　１０１８／ｍ３　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｏｆ　２０１３，　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｎｅｕｔｒａｌ　ｂｅａｍ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｐｅｄ　ＲＦ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｏｐｅｒａｔｅｄ．　怪诞家族

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：；　ＲＦ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ；　ｂｕｃｋｅｔ　ｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ；　ＮＢＩ

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