【摘 要】
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托卡马克等离子体的启动通常是通过中心螺线管或极向场线圈放电在装置内真空室内产生环向电场来实现气体的电离.为了降低等离子体击穿时对托克马克装置伏秒数的消耗,使用微波加热等方式对气体进行预电离,进行各种壁处理降低内真空室内的杂质水平,从而降低对环向电场的要求并显著提高等离子体击穿的可靠性[1,2].在EAST 超导托克马克装置上研究了高频预电离(17 kHz,1600V)、ICRF 预电离(27MHz
【机 构】
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中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥,230031
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托卡马克等离子体的启动通常是通过中心螺线管或极向场线圈放电在装置内真空室内产生环向电场来实现气体的电离.为了降低等离子体击穿时对托克马克装置伏秒数的消耗,使用微波加热等方式对气体进行预电离,进行各种壁处理降低内真空室内的杂质水平,从而降低对环向电场的要求并显著提高等离子体击穿的可靠性[1,2].在EAST 超导托克马克装置上研究了高频预电离(17 kHz,1600V)、ICRF 预电离(27MHz,15 – 30 kW)、低杂波预电离(2.45 GHz,20-50 kW)等不同预电离方法对等离子体建立的影响.实验结果显示尽管高频预电离投入的功率极低(<5 kW),但是能够显著降低击穿时刻的环电压,同时提高等离子体击穿的稳定性.ICRF 和低杂波由于都是微波加热方式的预电离,受击穿时刻的气压、杂质成分等多种因素影响,导致进入等离子体的功率波动较大,相比于高频预电离,这两种方式的预电离尽管能够提高等离子体击穿的稳定性,但是所需的环电压仍高于高频预电离.2015 年底EAST 实验采用了硅化和锂化两种涂层壁处理方法,通过比较涂层壁处理前后等离子体的击穿特性,可以观察到在低杂波预电离条件下,硅化能够显著降低环电压,但是之后的锂化对环电压的降低作用不明显.高频预电离条件下,锂化涂层并没有显著降低环电压,但是拓展了击穿时的中性气压区间.
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