[發明專利]一種控制邊緣局域模的方法及裝置

在審

• 申請號: 202110900830.X
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113593726A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 崔步天;何夢圓;季小全;孫騰飛;梁紹勇;張均釗;王傲
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G21B1/05
• 分類號: G21B1/05;G21B1/13
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

為解決現有的采用共振磁擾動線圈產生三維擾動場來控制邊緣局域模的方式受到q95窗口限制以及中子輻照導致線圈壽命衰減的技術問題，本發明實施例提供一種控制邊緣局域模的方法，包括：在托卡馬克偏濾器環向上的至少兩個不同位置施加偏壓，驅動形成SOL區域電流以產生共振磁擾動。裝置包括：偏壓靶板，設有引線，用于設于托卡馬克偏濾器環向上形成SOL區域電流以產生共振磁擾動；以及引線，包裹有絕緣殼，用于與外部偏壓電源連接。本發明實施例避免了采用共振磁擾動線圈產生的q95窗口限制，通過在托卡馬克偏濾器環向的不同位置上設置施加偏壓的偏壓靶板，實現了通過偏壓產生SOL區域電流回路以產生共振磁擾動，達到緩解或抑制邊緣局域模的目的。

技術領域

本發明涉及一種控制邊緣局域模的方法及裝置。

背景技術

在聚變托卡馬克運行過程中，伴隨邊緣局域模的高約束放電模式非常重要，它可以周期性排除芯部等離子體產生的雜質粒子，改善等離子體芯部的約束能力。但是邊緣局域模爆發過程中會在極短的時間內釋放大量能量和帶電熱粒子通量，對裝置的第一壁組件尤其是偏濾器偏壓靶板造成很大破壞。

利用共振磁擾動可以改變磁場拓撲結構，使type I-型邊緣局域模轉化成頻率較高幅值較低的邊緣局域模，或者使其完全消失。從而使托卡馬克裝置能夠在高約束模式下穩態運行。

目前現有技術已經嘗試與探索了許多技術和方法對邊緣局域模進行控制，但控制手段在物理上或工程上存在一定局限性。

使用共振磁擾動線圈產生三維擾動場，控制邊緣局域模是最為成熟的一種手段。然而，共振磁擾動線圈控制邊緣局域模會受到q₉₅窗口的限制，安全因子只有控制在一個狹窄范圍內，才可以控制邊緣局域模。此外，由于線圈距離等離子體臺基區較遠，想要產生控制邊緣局域模的共振磁擾動需要較大的線圈安匝數，這需要龐大的機械結構承受巨大的電磁力，但是由于氚增值包層的空間有限，增大安匝數十分困難。并且，由于中子輻照，聚變堆中的RMP線圈的使用壽命將會大大縮減。最后，長脈沖運行問題對銅導體線圈的散熱和其配套電源系統也帶來嚴峻的挑戰。

發明內容

為解決現有的采用共振磁擾動線圈產生三維擾動場來控制邊緣局域模的方式受到q₉₅窗口限制以及中子輻照導致線圈壽命衰減的技術問題，本發明實施例提供一種控制邊緣局域模的方法及裝置。

本發明實施例通過下述技術方案實現：

第一方面，本發明實施例提供一種控制邊緣局域模的方法，包括：

在托卡馬克偏濾器環向上的至少一個位置施加偏壓，驅動形成SOL區域電流以產生共振磁擾動。

進一步的，所述在托卡馬克偏濾器環向上的至少一個位置施加偏壓，驅動形成SOL區域電流以產生共振磁擾動，包括：

在至少兩個不同位置的每個位置上設置施加偏壓的偏壓靶板以形成SOL區域電流產生共振磁擾動。

進一步的，在所述至少兩個不同位置的每個位置上設置施加偏壓的偏壓靶板以形成SOL區域電流產生共振磁擾動，包括：

多個施加偏壓的偏壓靶板在托卡馬克偏濾器上環向布置，以驅動SOL區域形成電流回路產生共振磁擾動。

進一步的，每個偏壓靶板在托卡馬克偏濾器環向上的位置與托卡馬克偏濾器打擊點弧面對齊。

第二方面，本發明實施例提供一種控制邊緣局域模的裝置，包括：

偏壓靶板，設有引線，用于設于托卡馬克偏濾器環向上形成SOL區域電流以產生共振磁擾動；以及

引線，包裹有絕緣殼，用于與外部偏壓電源連接。

進一步的，還包括保護殼；所述偏壓靶板設于保護殼內，所述引線從偏壓靶板延伸出保護殼外。