《EAST上面向電漿新型低雜波天線耦合及改進方法研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由劉亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：EAST上面向電漿新型低雜波天線耦合及改進方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉亮
- 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
低雜波系統是向托卡馬克中的電漿提供能量以及驅動電流的重要系統，EAST低雜波除升級現有2.45GHz系統外，還將建設兩套新系統，屆時總的饋入功率將超過10MW，EAST將實現高參數的準穩態運行，其內部的電漿向外輻射大量能量。基於以上兩個原因，低雜波系統天線的通波能力和抗輻射能力將受到嚴峻考驗，在國內外各個裝置上（包括HT-7）經常發生天線連線埠燒灼損壞和天線內部子波導扭曲變形的情況，直接影響到低雜波加熱效果和驅動效率。為了解決這一難題，一方面可以探索長距離耦合的方式，使天線遠離電漿，從而降低輻射能流密度；另一方面就是改進天線本身，尤其是連線埠的結構和材料，使其通波能力，尤其是抗輻射能力得到提高，開展此項研究，改進低雜波天線，有助於改善耦合效果，提高通波能力和驅動效率，增強天線的抗輻射能力，為EAST及後續更高級別裝置的物理實驗提供有力支持。
結題摘要
低雜波已經被實驗證明為托卡馬克型磁約束聚變裝置上最為有效的非感應驅動電流的手段，天線是其中非常重要的分系統，其利用若干輻射單元組成的波導陣列，將微波能量以特定波譜的形式耦合進托卡馬克電漿中，用於加熱電漿和驅動電漿電流，有源無源互動式波導陣天線的出現，對於提高低雜波的通波能力、驅動效率以及對抗電漿輻射的能力帶來了新的希望，根據裝置自身特點，結合理論分析和仿真計算，獲得PAM天線饋入托卡馬克內部電漿所需的微波特性參數；通過分析評估EAST物理實驗（尤其是較高功率水平下的長脈衝實驗）中電漿輻射和天線自身導體損耗產生的熱負荷對PAM天線的影響，完成了天線水冷結構的設計；通過計算電漿破裂時天線上感應出的渦流，以及由此而產生的電動力，詳細分析了PAM天線的受力，確保裝置安全。下一步，在前期工作的基礎上，通過開展新型PAM天線單元試驗件的預研、加工和測試，獲得可靠的實驗數據，進行深入分析研究，改進低雜波天線，為東方超環EAST及後續更高級別裝置的物理實驗提供有力支持。
