科研动态

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日前,我室束线研制的科研人员不畏高温酷暑、顽强拼搏、一鼓作气顺利完成了EAST-NBI第一条束线BL-1的组装工作,现已全面展开调试工作。这也标志着EAST即将步入"二期"工程阶段,为EAST高参数稳态运行奠定基础。
中性束注入器(Neutral Beam Injector, 简称NBI)是一套用于产生高能带电粒子束并对其进行中性化,最终将高能中性粒子束注入到聚变装置内以加热等离子体,驱动等离子体电流的装置。我室承担组建的中性束注入系统是EAST的高功率辅助加热和电流驱动系统的主要组成部分之一。EAST—NBI束线从总体上可分为离子源、束线本体和辅助系统三大部分。其中,束线本体由真空室、中性化室、束流限制器、偏转磁体、功率测量靶和低温冷凝屛等组成;辅助系统由辅助抽气系统、水冷循环系统和供气系统等组成。
离子源是EAST—NBI的关键部件,其主要功能是产生一定能量、功率和脉宽的离子束。为满足EAST对中性束的要求,我室采用的离子源是热阴极正离子矩形式源,工作气体为氘气。为满足80~140A的离子束设计指标,采用一条束线2台同规格的离子源,每个源引出70A的离子束流。
束线本体中的真空室采用分段式结构,其共有三个独立的真空室段,相邻段间用法兰连接:真空室第一段内设置中性化室、离子吞食器、后低温冷凝屛、气体挡板等;真空室第二段内设置有偏转磁体;真空室第三段内设置前低温冷凝屛、功率测量靶等。为满足EAST—NBI的真空要求,装置抽气系统包括差分式低温抽气系统和辅助抽气系统。其中,差分式抽气系统由低温冷凝屛组成,其对氢抽速为1.4x106 l/s,氦板热负荷为25W@3.8K。辅助抽气 系统主要是为了预抽真空和排出低温冷凝屛再生期间所释放的气体的任务,同时,也能进行离子源和真空室的残余气体分析。其主抽气支路的抽速为1.8x103 l/s,极限真空为5x10-3Pa。水冷循环系统是对EAST—NBI的正常运行起着重要的安全监测和保护作用,并可为计算束流在NBI装置不同部位的功率沉积服务。整个水冷循环系统为离子源、中性化室、离子吞食器、功率测量靶和漂移管道提供一定品质的循环冷却水。
在束线总装阶段,我室科研人员充分发挥了主人翁精神,整个团队强忍高温酷暑、夜以继日加班加点成了"家常便饭",因为他们知道,目前全室工作的核心就是束线总体安装,任何困难均无法阻挡一个追求成功的团队在顺势而为的大潮中追求成功的坚毅步伐。正是在这样一种大科学精神的鼓舞下,在本项目研究建设中培养了一批勤于探索、锐意进取的优秀科研队伍,并逐渐形成了"团结协作、攻坚克难"团队文化。
(1)EAST—NBI /A窗口束线
(2)NBI离子源
(3)NBI真空系统—低温泵入口管道
(4)NBI真空系统—预抽真空分子泵系统
(5)NBI真空系统—预抽真空机械泵机组