EAST-NBI 離子源電極打火分析及處理

許永建 張 黎,2 謝亞紅 蔣才超,2 梁立振 胡純棟

1（中國科學院等離子體物理研究所 合肥 230031）2（中國科學技術大學 合肥 230026）

EAST-NBI 離子源電極打火分析及處理

許永建1張 黎1,2謝亞紅1蔣才超1,2梁立振1胡純棟1

1（中國科學院等離子體物理研究所 合肥 230031）2（中國科學技術大學 合肥 230026）

強流離子源是 EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)中性束注入器(Neutral Beam Injector, NBI)最關鍵的核心部件，其能達到的性能在很大程度上決定了EAST中性束注入器所能達到的指標。離子源在束引出時電極打火現象偶有發生，這對于離子源的正常運行有非常嚴重的影響，甚至危害離子源的壽命。本文結合離子源運行過程中的束引出實驗波形和水流量熱計(Water Flow Calorimetry, WFC)系統的測量數據得出等離子體發射面的束流光學系統一直處于非最佳聚焦狀態是導致打火的原因，試通過優化高壓投入時刻等離子體與高壓的匹配，實現高壓的穩定投入有效抑制打火現象的發生，并且給離子源加入硬件保護機制，為離子源安全穩定運行奠定基礎。

離子源，束引出，電極打火，水流量熱計

在核聚變實驗研究中，中性束注入加熱(Neutral Beam Injection, NBI)是4種輔助加熱手段中加熱效率最高、物理機制最清楚的手段[1?6]。在 EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)磁約束實驗裝置上，設計兩條中性束注入系統，分別為位于A窗口同向注入的NBI-1和F窗口反向注入的 NBI-2。兩套 NBI裝置的設計束能量為 50?80keV，束功率為2?4 MW，束脈寬為10?100 s。

為獲得良好束參數的離子源，每臺離子源在安裝到EAST-NBI系統前，需要在NBI測試臺上進行鍛煉測試。每臺離子源需要達到50 kV/100 s的長脈沖調制束引出和4 MW/1 s的高功率束引出[7?8]。……