EAST-NBI束流輸運(yùn)空間粒子及溫度三維分布研究與真空系統(tǒng)優(yōu)化.pdf

1、中性束注入器(Neutral Beam Injector，簡(jiǎn)稱NBI)是一套產(chǎn)生高能中性粒子束用以加熱聚變等離子體并能驅(qū)動(dòng)出等離子體電流的裝置。NBI裝置內(nèi)部束流輸運(yùn)空間的真空環(huán)境狀態(tài)對(duì)束的生成與傳輸過(guò)程有著至為重要的影響。以國(guó)家大科學(xué)工程裝置EAST的NBI(EAST-NBI)為研究對(duì)象，研究其束流輸運(yùn)空間的粒子、壓力及溫度的三維分布，探索粒子的物理行為特征并優(yōu)化真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)提升其束生成與傳輸效率有非常重要的意義。
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2、分析了EAST-NBI裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理，分析了等離子體的產(chǎn)生、高能離子束的引出以及束的中性化過(guò)程?；贓AST-NBI裝置，應(yīng)用稀薄氣體動(dòng)力學(xué)理論研究分析了EAST-NBI束流輸運(yùn)空間氣體粒子物理行為及特征，建立了EAST-NBI束流輸運(yùn)空間物理模型，采用直接蒙特卡羅(DSMC)方法模擬分析研究了離子源和中性化室的空間氣體粒子分布、粒子密度分布以及壓力分布，為提高離子源的電離效率、氣體利用率以及質(zhì)子比提供理論依據(jù)，為中性化室獲得最佳

3、靶厚以及提高中性化效率提供幫助。采用蒙特卡羅(M-C)方法對(duì)EAST-NBI主真空室在不同工況下的空間粒子分布、粒子密度、溫度以及壓力分布進(jìn)行三維數(shù)值模擬計(jì)算分析。模擬研究分析主真空室重要部位處的“位置束流效應(yīng)”及角分布，為EAST-NBI真空系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及減小再電離損失提供理論指導(dǎo)。研究分析了EAST-NBI真空系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，采用M-C方法對(duì)前置低溫冷凝泵輻射擋板的傳輸幾率進(jìn)行了模擬計(jì)算，優(yōu)化了輻射擋板結(jié)構(gòu)。研究分析了后置低溫冷凝泵