【摘 要】
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场反位形（Field-reversed Configuration,FRC）是一种磁约束等离子体位形,其具有比压高、易于传输和压缩等优点,近年来在聚变界得到了广泛关注。FRC等离子体的参数已经得到了大幅提高,但与聚变能应用研究的要求还有一定差距,华中科技大学提出通过磁压缩的方式进一步提高等离子体参数,并准备以此为目标设计建造HFRC（HUST Field-reversed Configuratio
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场反位形（Field-reversed Configuration,FRC）是一种磁约束等离子体位形,其具有比压高、易于传输和压缩等优点,近年来在聚变界得到了广泛关注。FRC等离子体的参数已经得到了大幅提高,但与聚变能应用研究的要求还有一定差距,华中科技大学提出通过磁压缩的方式进一步提高等离子体参数,并准备以此为目标设计建造HFRC（HUST Field-reversed Configuration）装置。本文的工作是围绕HFRC装置以及部分关键子系统开展的,主要包括真空系统、准稳态电源以及用于形成区线圈电流测量的电流传感器等。具体工作如下:首先是HFRC装置真空系统的建设,主要包括真空室以及真空抽气系统。在真空室结构中,重点介绍了不锈钢段与石英管段之间的衔接密封问题以及融合压缩区的窗口开设,其主要窗口包括核心诊断系统窗口、内部磁压缩线圈引线窗口、抽气机组的窗口、内部部件维护窗口等。论文还完成了HFRC装置真空抽气系统的搭建,并对抽气系统进行初步调试。其次是HFRC准稳态线圈电源。准稳态线圈用于提供背景磁场来引导和约束等离子体。本文首先充分考虑线圈布局,设计了线圈的电缆连接方案,其次比较了几种可能的电源方案,最终综合考虑技术难度和造价等因素选择了超级电容放电方案。在设计电源整体方案时重点考虑了超级电容串联充电时的均压问题,最后对电源样机进行了测试,其最大电流超过720 A。接下来是用于HFRC形成区线圈电流测量的电流传感器。HFRC形成区线圈工作时具有电流波形复杂、频率高、运行电压高、磁场环境复杂等特点,论文针对磁场干扰设计了双层线圈结构,针对高压电场干扰进行了较详细地干扰机制分析。最后对自制传感器进行了初步试验。
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