[实用新型]降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子回旋波加热系统射频功率耦合领域，具体是降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构。 

背景技术

随着核聚变装置对离子回旋高功率和长脉冲稳态运行要求的提高，射频鞘引入的一系列问题日益变得严重，引起了各装置的极大重视。理论研究表明，杂质的产生机制是由射频鞘(由于天线结构与磁场方向的不一致)导致天线保护限制器上某些部位金属杂质的释放。当离子回旋天线通波时，由于高频电场的作用，在天线表面与等离子体边界之间会形成射频鞘层。许多装置上的离子回旋实验亦证实，天线附近的射频电场驱动鞘中离子的加速是造成天线表面寄生杂质溅射，边界功率损失、天线的打火行为与“亮斑”（hot spot）形成的主要原因，而且通过射频鞘矫正改变了刮削层区域的边界等离子体参数，直接影响离子回旋天线的耦合性能。这些射频鞘效应会影响中心等离子体约束性能，降低加热效率，并且损伤天线结构及其附近的面向等离子体部件。未来EAST是在全金属壁条件下进行长脉冲离子回旋实验，同时注入EAST装置的离子回旋功率远大于现有的功率水平，离子回旋注入功率的增加导致增加的射频鞘电势使得问题变得更为严重。国外拥有离子回旋系统的短脉冲装置上作法是使等离子体运行在高密度区，提高边界的密度，因而能很好地降低离子回旋射频鞘引起的杂质通量。而EAST是长脉冲运行装置，这就要求保证低杂波有效的电流驱动能力，使得装置无法运行在需要的高密度区，不能满足降低离子回旋射频鞘引起杂质通量的要求。因此，需要寻找一种新的充气方法，提高天线区边界的等离子体密度，无论在何种实验条件下都能很好地降低射频鞘引起的杂质通量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种能降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构，保证无论在何种实验条件下充气管的出气口与限制器端面保持有效的磁链接，通过出气口充气量的控制能够有效地保证能射频鞘作用的天线区密度的提高，从而有效地降低了射频鞘引起的杂质通量从而有效地降低了射频鞘引起的杂质通量。  

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构，其特征在于：包括有天线和充气管，天线包括有箱体，箱体中设有多个电流带，各电流带上置有法拉第屏蔽；天线的两侧分别设有一个保护限制器，两保护限制器的另一侧布置有充气管，所述的充气管中充入不与等离子体反应的气体，所述的充气管具有充气口和出气口，所述的充气口安装开关控制充气量，所述的出气口端面略靠后于保护限制器端面，每个出气口的充气量都可以单独控制，从充气管出气口出来的气体进入等离子体。  

所述的降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构，其特征在于：所述的保护限制器的一侧上端、中平面和下端分别布置充气管，每个充气管具有充气口和出气口。

所述的降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构，其特征在于：所述的出气口端面在保护限制器端面后面5mm。

所述的降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构，其特征在于：所述的充气管的出气口与保护限制器端面保持有效的磁链接。

所述的降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构，其特征在于：所述的充气管中充入的气体为D2。

本实用新型的优点是：

本实用新型适用于无论电流和磁场如何变化，都能有效地覆盖射频鞘作用的天线区，能够有效地提高天线区的密度，从而有效地降低了射频鞘引起的杂质通量的问题；同时具有结构简单，方便安装实施等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种降低射频鞘引起的杂质通量的充气结构，包括有天线，天线包括有箱体4，箱体4中设有多个电流带2，各电流带2上置有法拉第屏蔽3；天线的两侧分别设有一个保护限制器5，两保护限制器5的另一侧布置有充气管，充气管中充入不与等离子体反应的气体，充气管具有充气口和出气口1，充气口安装开关控制充气量，出气口1端面略靠后于保护限制器5端面，每个出气口1的充气量都可以单独控制，从充气管出气口1出来的气体进入等离子体。  

保护限制器5的一侧上端、中平面和下端分别布置充气管，每个充气管具有充气口和出气口1，出气口1端面在保护限制器5端面后面5mm。

充气管的出气口1与保护限制器5端面保持有效的磁链接。

充气管中充入的气体为D2。