[发明专利]一种用于直线强磁场装置的高束流等离子体阵列源

说明书

一种用于直线强磁场装置的高束流等离子体阵列源，由环形壳体、冷却管道、环形固定板、进水管道、出水管道构成，进水管道、出水管道分别安装在环形壳体左右两部，环形固定板安装在环形壳体周围，进水管道和核聚变实验设备配套冷却水供水端通连接，出水管道和核聚变实验设备冷却水排水端连接，核聚变实验设备的多套等离子体发生设施下部安装在环形壳体上部，核聚变实验设备的控制电源正极和环形壳体通过导线连接，控制电源负极和多套等离子体发生设施负极供电端通过导线连接，密封板安装在环形壳体上部固定孔上，环形固定板安装在等离子体发生设施安装板上。本发明可方便实现不同功率、不同样品照射位置的等离子束斑。

技术领域

本发明涉及核聚变实验设备使用的配套设施领域，特别是一种用于直线强磁场装置的高束流等离子体阵列源。

背景技术

目前，全球能源需求急剧增加，在众多新能源中核聚变能由于高效、清洁被认为是最具潜力的可持续能源之一，因而现在全世界各工业强国都在对核聚变进行持续性研究，也取得了长足的进步。在核聚变实验设备中，等离子体源发生设施输出的等离子体源被箍缩形成一定直径的束斑，然后照射在样品上，从而使样品产生聚变的热量得以释放；因而，在核聚变实验中，如何有效提供高密度、高离化率的等离子体束流，满足聚变材料的聚变能量需求是核聚变取得成功的一步关键性因素，其中，等离子体源发生设施输出的等离子束斑照射在样品上位置、以及作用于样品的功率，是重中之重。现有的核聚变实验设备只能采用单一的等离子体源发生设施作为产生离子束流，在实验中，如果要加大等离子体源发生设施发出的等离子束流密度，就必须加大等离子体源发生设施的输入功率或外加磁场强度，而现有技术条件下，核聚变实验设备外加磁场强度最大强度只有1.6T，等离子体源发生设施的输入功率只有50Kw，输出等离子束流密度只有7.5×10²⁰m³，如果想进一步提高等离子束流的密度，不但导致成本增长、投入大，而且受到现有核聚变实验设备构造所限，也不容易实现。

发明内容

为了克服现有核聚变试验设备存在的弊端，本发明提供了布局结构合理，可以满足采用Ar、He、N2、H2作为气源的多种等离子体源发生设施使用，使用时可根据聚变材料聚变功率需要，对等离子体源发生设施的输出功率不同要求，方便安装不同套数的等离子体源发生设施，实现等离子体源发生设施的输出功率在很大范围内进行调节，以满足不同聚变材料不同场合的聚变使用要求，而且，等离子体源发生设施产生的等离子体束斑尺寸可以由等离子体源发生设施安装的位形进行调节，适应性强，且结构简单紧凑，安装维修方便，加工成本低，易于推广的一种用于直线强磁场装置的高束流等离子体阵列源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于直线强磁场装置的高束流等离子体阵列源，其特征在于由环形壳体、冷却管道、环形固定板、进水管道、出水管道构成，环形壳体、冷却管道、环形固定板、进水管道、出水管道是金属材质，环形壳体为中空结构，环形壳体左右两部各有一个开孔，环形壳体上部间隔一定距离有多个开孔，多个开孔周围分别有四个固定孔，进水管道、出水管道分别安装在环形壳体左右两部的开孔上，环形固定板安装在环形壳体周围，环形固定板上有多个固定孔，进水管道和核聚变实验设备上配套冷却水供水端通过管道、管道接头连接，出水管道和核聚变实验设备上冷却水排水端通过管道、管道接头连接，核聚变实验设备上的多套等离子体源发生设施下部通过螺杆螺母安装在环形壳体上部多个开孔周围的四个固定孔上，多套等离子体源发生设施下部正极供电端和环形壳体处于非绝缘状态，核聚变实验设备上的控制电源正极和环形壳体通过导线连接，核聚变实验设备上的控制电源负极和多套等离子体源发生设施上部负极供电端通过导线连接，通过环形固定板周围多个开孔和核聚变实验设备上的等离子体源发生设施安装板上多个开孔，用螺杆螺母将环形固定板安装在核聚变实验设备的等离子体源发生设施安装板上。

所述的环形壳体上部多个开孔周围的四个固定孔，四个固定孔的孔径，四个固定孔之间左右、前后距离和核聚变实验设备的每套等离子体源发生设施下部四个安装孔的孔径，四个安装孔之间左右、前后距离一致。