[发明专利]适用于EAST托卡马克装置全钨偏滤器的靶板探针系统

说明书

技术领域

本发明涉及EAST托卡马克装置，具体是一种适用于EAST托卡马克装置全钨偏滤器的靶板探针系统。

背景技术

偏滤器是磁约束聚变装置内部面向等离子体排除杂质和热负荷的关键部件，它处于极端严酷的环境条件下，承受来自高温等离子体的能量冲击。因此，偏滤器的制造要求非常高。偏滤器技术脱胎于限制器技术，在核聚变技术发展过程中不断优化和改造，逐渐形成了现在各种形式的偏滤器。

在不同的托卡马克装置上，科学家先后选择石墨、碳纤维复合材料、钨等作为偏滤器靶板的面对等离子体材料，这些材料经过科学家长期实验研究，聚变界普遍认为钨或者其合金最有希望作为今后聚变堆偏滤器面向等离子体材料。

偏滤器结构设计不仅要能够充分发挥其排热、排灰、排杂质的功能，同时要适合今后聚变堆偏滤器快速更换的特点。国际上各主要大型托卡马克装置偏滤器设计各不相同，但每个装置的偏滤器的升级都经历了更新完善的过程，ITER的偏滤器结构是基于Cassette结构的水冷偏滤器模块式结构，是适合快速更换与维护的结构。EAST率先实现了基于Cassette技术的ITER-Like全钨的偏滤器结构，将为ITER的运行积累经验。

偏滤器靶板探针是典型的偏滤器等离子体参数诊断手段，由于其具有比较高的时间分辨、使用方便、局域、可测量的物理量丰富等优点，一直被作为常规的等离子体诊断工具。采用三探针阵列的偏滤器靶板探针诊断，可以测量偏滤器区域的电子密度、电子温度、压强、靶板表面入射粒子通量以及热通量的时空分布演化，进而为研究偏滤器物理、等离子体与器壁相互作用提供重要信息。在EAST托卡马克装置上，以前的全石墨偏滤器靶板探针诊断为等离子体所Nature Physics、Physical Review Letters、Nuclear Fusion等一系列顶尖物理类科技论文的发表提供了重要实验数据，同时也为等离子体的位形控制提供了非常直观的信息，因此偏滤器靶板探针是一种非常重要的等离子体诊断基本工具。

偏滤器靶板探针的结构主要包括有面向等离子体的探针头和探针头支撑部件，对于探针的引线与电路采集系统与传统方案基本一致，偏滤器靶板探针结构的基本设计原则是：保证探针与装置壁的绝缘性和探针的牢固性。一般的，偏滤器靶板探针的结构都是根据偏滤器的结构来设计的，偏滤器靶板从全石墨壁升级到全钨壁，其水冷及支撑结构都发生了根本性的改变，由原来的热沉加石墨块结构改进为Cassette水冷箱加钨铜串管结构，因此，偏滤器靶板探针的结构也进行了全新升级。

发明内容    本发明的目的是提供一种适用于EAST托卡马克装置全钨偏滤器的靶板探针系统，以满足EAST托卡马克装置需求。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：