申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2023-12-11

公开（公告）日：2024-02-13

公开（公告）号：CN117412459B

主分类号：H05H1/00

分类号：H05H1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.13#授权;2024.02.02#实质审查的生效;2024.01.16#公开

摘要：本发明提供了一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法及系统，涉及等离子体诊断技术领域，包括选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，确定中性束粒子的参数信息；对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，测得第一电流强度和第二电流强度，得到中性束的等效电流强度；通过程控软件采集探测板的总电流强度；根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；通过计算得到等离子体电子密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。本发明的有益效果为用于直接测量等离子体密度及其涨落绝对值，且具有扰动小、时空分辨高等优点，可获得足够高的信噪比。

主权项：1.一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法，其特征在于，包括：S100、选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，所述参数信息包括入射能量、入射角度以及采样区域所在位置；其中，S100包括S101、S102和S103，其中：S101、根据预设的磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程，迭代计算中性束粒子在不同位置碰撞电离后的运动轨迹，得到能够通过分析仪入口狭缝的采样区域的一次离子束轨迹，其中磁约束聚变装置的运行参数包括磁约束聚变装置半径、磁场强度以及电子温度；S102、设定等离子体的拉莫尔半径满足预设条件，其中预设条件为： 式中，表示拉莫尔半径，m为钠的质量，为入射能量，e为电子电荷量，B为磁场强度，a为磁约束聚变装置半径；S103、根据预设条件和一次离子束轨迹，进而确定中性束粒子的参数信息；S200、基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度；基于第一电流强度和第二电流强度之差，得到中性束的等效电流强度，并将中性束粒子注入等离子体；其中，S200包括S201、S202和S203，其中：S201、根据参数信息，对固态钠离子源进行加热，溢出的钠离子在皮尔斯电极作用下进行加速，得到加速后的钠离子；S202、在静电透镜作用下，对加速后的钠离子进行聚焦，形成定向钠离子束；将定向钠离子束引入第一法拉第杯，并测得第一电流强度；S203、将引入第一法拉第杯后的定向钠离子束引入至中性化室中，与中性气体电荷交换产生钠中性束，进入第二法拉第杯，并测得第二电流强度；S300、当中性束粒子进入等离子体后，与等离子体中的电子发生碰撞电离产生一次离子束，并通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度；其中，S300包括S301和S302，其中：S301、一次离子束的轨迹在磁场强度作用下发生偏转，通过分析仪入口狭缝进入平行板电容器，并在电场作用下流向分析仪外部的探测板；S302、通过程控软件调节阳极板电压，采集四块探测板的电流，求解总电流强度，计算公式如下： 式中，、、和分别为四块探测板的电流强度，为总电流强度；S400、根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；其中，S400中的采样区域电子密度的计算公式如下： 式中，为采样区域电子密度，为探测板上的电流强度，为入射钠中性束的等效电流强度，为采样区的有效碰撞电离截面，为采样区的长度；S500、基于采样区域电子密度，通过调节中性束的入射能量和入射角度，重复迭代计算，得到等离子体的电子密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西南交通大学 一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法及系统

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