《新型高密度直線電漿發生源研究與實驗》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由李波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型高密度直線電漿發生源研究與實驗
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李波
- 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
高性能面對電漿材料（PFM）研究是當前聚變研究的前沿熱點之一。套用直線電漿發生裝置等設備進行實驗室模擬輻照條件下PFM的結構和性能的變化是當前一項極具挑戰性和緊迫性的研究課題。本基金項目利用極易發射電子的陰極材料LaB6大量發射電子的優點，通過研究高密度直線電漿發生源的真空加熱、傳熱和電子發射特性，研製出電漿束流密度可與美日歐洲類似裝置達到相同量級電漿的發生源。高密度電漿發生源分為陰極直熱型和陰極間熱型兩種。原理是在真空狀態下將LaB6加熱到1600℃以上，從而使其大量發射電子，用偏壓激勵產生電漿，再通過磁場約束形成高密度電漿束，其束流密度可達到1 E22 m^(-2) s^(-1)以上。本課題將對陰極材料LaB6的發射電子特性以及低溫電漿在此裝置內的產生激勵條件進行研究，研製出可以正確模擬ITER電漿邊界條件的直線電漿。
結題摘要
高性能面對電漿材料（PFM）研究是當前聚變研究的前沿熱點之一。由於托卡馬克實驗條件有限，套用“直線電漿發生裝置（LPD）”等實驗室設備進行模擬托卡馬克甚至ITER輻照條件下PFM 的結構和性能的變化是當前學術界最前沿的課題。獲得可模擬ITER電漿邊界條件的實驗室電漿成為當前一項極具挑戰性和緊迫性的研究課題。本課題以高密度直線電漿熱陰極源為對象，進行研究和實驗。將大面積圓盤形六硼化鑭（LaB6）材料作為初始電子發射基體，採用間熱式加熱的方法在真空狀態下加熱到1600℃以上，加直流電壓激勵電漿放電。電漿經過磁場線圈的束徑作用後輻照材料樣品表面，樣品表面加直流負偏壓。通過暴露於電漿中的三探針系統和與樣品直接接觸的電流表檢測電漿密度與束流密度。實驗中電漿放電穩定運行，實測放電電壓隨時間呈V形曲線而電流值則呈正相關。測得電漿電子溫度8.66~10.1 eV，束流密度6.3×1022 m^(-2) s^(-1),電漿密度1.17×1018/m3。熱陰極源運行穩定可靠，電子發射持續穩定，六硼化鑭（LaB6）材料的碎裂不影響電子的持續發射和電漿放電。
