基于穩態(tài)運行模式影響NBI真空空間粒子分布特性的研究

　　EAST-NBI真空空間粒子分布狀態(tài)是影響中性束再電離損失的重要因素，是研究EAST- NBI 系統的結構設計和提高加熱效率的重要課題。根據EAST- NBI 的工作原理、結構特點(diǎn)以及系統的氣源特性，利用Monte- Carlo 方法建立模型，運用Matlab 軟件對EAST- NBI 穩態(tài)運行模式下真空空間內任意時(shí)刻的粒子分布進(jìn)行編程模擬計算。研究結果表明氣源的種類(lèi)、氣體量大小和氣體粒子的發(fā)射方向是影響EAST- NBI真空空間粒子分布的主要因素，為減小再電離損失、提高加熱效率和EAST- NBI 的研制提供理論依據。

　　強流、高功率、穩態(tài)運行的EAST- NBI 是通過(guò)產(chǎn)生高能中性粒子以加熱托卡馬克等離子體的中性束注入裝置。EAST- NBI 既要提供足夠的氣體靶厚，以獲得高中性化效率，又要求滿(mǎn)足主真空室內的空間粒子分布特性即EAST- NBI 穩態(tài)運行模式下真空壓力的要求，以減少再電離損失和提高加熱效率。EAST- NBI 真空空間粒子分布是影響中性束再電離損失的重要因素，所以研究EAST- NBI 真空空間粒子分布特性及其影響因素，對減小再電離損失、提高加熱效率，具有工程應用價(jià)值。

1、影響EAST-NBI 真空空間粒子分布的氣源特性分析

　　EAST- NBI 系統外部的進(jìn)氣氣源主要有兩個(gè)：離子源頭部進(jìn)氣QIonS 和中性化室補充充氣QNeu。

1.1、由中性化室出口進(jìn)入主真空室的氣體量

　　根據EAST- NBI 的總體設計與基本工作原理，由公式(1)計算中性化室出口進(jìn)入主真空室的氣體量Qno 得：

Qno = QIonS + QNeu - Qion (1)

5、結論

　　根據EAST- NBI 的總體設計結構與基本工作原理，對影響EAST- NBI 真空空間粒子分布的氣源特性進(jìn)行了分析計算，得到影響EAST- NBI真空空間粒子分布的各種氣源及其氣體量大小。氣源的種類(lèi)及氣量大小和氣體粒子的發(fā)射方向對EAST- NBI 真空空間粒子分布的影響較大，氣源種類(lèi)越多、氣體量越大，真空空間粒子分布密度越大，再電離損失越大，所需要的低溫冷凝泵的抽速也越大。未被中性化的氣體粒子發(fā)射角度越大，真空室第二、三區域的空間粒子密度越小，再電離損失越小。研究結果為減小再電離損失和提高加熱效率以及EAST- NBI 的結構設計提供理論依據。