HT-7托卡马克中性粒子能谱仪的研究

论文摘要

离子温度是等离子体的一个重要的基本参数，中性粒子分析是一种常用的测量托卡马克中离子温度的方法，是高温等离子体物理研究中的常规诊断。等离子体中的中性粒子，不受磁场的影响向外逃逸，它们基本上代表等离子体内部离子运动的状况，通过中性粒子的测量，可以得到等离子体的离子温度及其分布，评价等离子体的放电状态及开展等离子体物理研究。本论文系统地说明了中性粒子的产生原理，中性粒子分析的几种方法，以及中性粒子的几种测量手段。文中对目前HT-7托卡马克上使用的中性粒子能谱仪的结构作了详细的介绍，包括所做的改进。这台能谱仪具有十个能量通道，粒子的能量测量范围在0.2-50keV，使用氮气剥离中性粒子，用磁分析和圆柱面静电分析器分析剥离后的离子，最后由通道式电子倍增器探测接收的离子流强度。根据采集的数据计算得到离子温度，简要分析了不同放电条件下的离子温度，及其和等离子体放电参数的关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 离子温度的测量
• 1.3 本论文的意义、目的及结构安排
• 第二章 中性粒子分析技术
• 2.1 中性粒子的产生
• 2.2 粒子分析方法
• 2.2.1 静电分析器
• 2.2.1.1 圆柱面静电分析器
• 2.2.1.2 平行板分析器
• 2.2.3 飞行时间分析法
• 2.2.4 粒子的质能分析
• 2.3 中性粒子的电荷剥离
• 2.3.1 气体剥离法
• 2.3.1.1 靶气体种类
• 2.3.1.2 靶室的漏气
• 2.3.2 固体薄膜剥离
• 2.4 粒子探测方法
• 2.4.1 法拉第筒
• 2.4.2 电子倍增器与二次发射—闪烁计数器
• 2.4.3 通道式电子倍增管和微通道板
• 第三章 HT-7上的中性粒子能谱仪
• 3.1 HT-7托卡马克上的中性粒子能谱仪（NPA）
• 3.2 中性粒子能谱仪主体
• 3.2.1 中性粒子能谱仪的安装位置
• 3.2.2 中性粒子能谱仪的准直系统
• 3.2.3 剥离室
• 3.2.4 圆柱面静电分析器
• 3.2.5 探测器及相关
• 3.3 NPA的真空系统
• 3.3.1 真空泵的选择
• 3.3.1.1 主泵的选择
• 3.3.1.2 配泵的选择
• 3.3.2 真空测量
• 3.3.3 剥离室流导及相关计算
• 3.3.4 NPA对马克的漏率计算
• 3.4 充气系统
• 3.5 电源系统及保护电路
• 第四章 NPA的数据采集和离子温度的计算
• 4.1 NPA的数据采集系统
• 4.2 NPA的数据处理
• 4.3 HT-7上的中性粒子诊断的研究
• 4.3.1 HT-7欧姆加热等离子体的温度
• 4.3.2 HT-7低杂波驱动下的离子温度
• 4.3.2.1 HT-7上的 LHCD系统简介
• 4.3.2.2 低杂波对离子的加热效果
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 个人论文