《兆瓦級強流離子源的射頻功率饋入特性研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由蔣才超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：兆瓦級強流離子源的射頻功率饋入特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔣才超
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
射頻離子源是未來最有可能實現穩態運行的大功率離子源。射頻離子源在工作時，關鍵的問題是如何利用射頻功率饋入單元用於將射頻功率傳輸並耦合到電漿中，並且隨著電漿參數的變化保持較高的耦合效率。本項目研究組擬採用物理分析、仿真計算和工程設計相結合的方法，分析兆瓦級離子源射頻功率傳輸和耦合，設計合適的阻抗匹配網路和高頻隔離變壓器，可隨著電漿的參數變化保持較高的射頻耦合效率，將射頻功率最大限度耦合到離子源電漿，降低射頻功率反射。通過在現有實驗平台進行實驗調試，對所設計的各單元進行驗證，同時研究射頻功率傳輸和匹配特性，並進行最佳化，獲得射頻傳輸和耦合性能較佳的大功率射頻離子源。本項目的研究對於大功率射頻離子源的研發、推動我國中性束注入技術的發展以及提升我國受控核聚變事業的研究水平具有重要意義。
結題摘要
在眾多類型離子源中，射頻離子源是未來最有可能實現穩態運行的大功率離子源，而為了迎合CFETR和聚變堆對中性束注入長脈衝運行的需求，發展大功率射頻離子源關鍵技術迫在眉睫。射頻離子源在工作時，關鍵的問題是如何利用射頻功率饋入單元將射頻功率傳輸並耦合到電漿中，並且隨著電漿參數的變化保持較高的耦合效率。本項目基於Comsol模擬程式開展了對兆瓦級射頻離子源的放電特性仿真分析，並在此基礎上，開展了對兆瓦級射頻離子源功率饋入系統的設計、分析計算和仿真，確定了其主要參數的取值，基於上述分析計算結果，完成了阻抗匹配網路和射頻隔離變壓器樣機的研製，並在大功率射頻離子源測試台上開展了相關的測試實驗和最佳化工作，獲得了50kW高功率和35kW/1000s長脈衝穩定的射頻電漿放電，為EAST NBI燈絲離子源替換為適用於長脈衝的射頻離子源奠定了基礎，同時為後續發展射頻負離子源開展了關鍵技術預研和運行經驗的積累。本項目的研究對於大功率射頻離子源的研發、推動我國中性束注入技術的發展乃至提升我國受控核聚變事業的研究水平具有重要意義。
