EAST-CTI测试平台上六硼化镧等离子体源的研制

作     者：孟凡卫 张小辉 胡广海 孔德峰 叶扬 黄艳清 齐美彬 赵志豪 李博 董期龙 MENG Fan-wei;ZHANG Xiao-hui;HU Guang-hai;KONG De-feng;YE Yang;HUANG Yan-qing;QI Mei-bin;ZHAO Zhi-hao;LI Bo;DONG Qi-long

作者机构：合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 合肥综合性国家科学中心能源研究院合肥230031 衡阳师范学院物理与电子工程学院衡阳4210024 石河子大学理学院石河子832003 

出 版 物：《核聚变与等离子体物理》 (Nuclear Fusion and Plasma Physics)

年 卷 期：2024年第44卷第1期

页      面：24-29页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 070204[理学-等离子体物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFE0300500,2017YFE0300501) 国家自然科学基金(11905143) 合肥综合性国家科学中心能源研究院(19KZS205,21KZS202) 安徽高校协同创新项目(GXXT-2021-014,GXXT-2021-029) 中国科学院合肥科学中心卓越用户计划(2020HSC-UE008) 中央高校基本科研业务费专项(PA2021GDSK0073) 

主　　题：EAST-CTI 六硼化镧阴极 等离子体源 磁化等离子体 

摘      要：为了更方便和深入研究紧凑环注入(CTI)系统产生的等离子体团在等离子体中的演化过程,特设计了一套大尺寸、均匀的六硼化镧等离子体源,用来产生磁化、高密度等离子体。等离子体源的阴极采用钨丝间接加热的方式来达到工作温度,阴极最高可达到1800℃。阳极采用耐高温、透过率50%的钼金属网,与阴极之间轴向间距1m。在阴极和阳极之间施加40~200V偏压,阴极发射的电子与中性气体碰撞、电离进而产生长1m直径100mm的稳态磁化等离子体柱。在台面实验中,测试了源的放电性能和等离子体相关参数。实验结果表明,在阴极发射电流密度为1~2A·cm^(-2)的情况下,测得的氩等离子体电子密度可达到10^(18)m^(-3)量级,电子温度约为8eV。通过增加阴、阳极之间偏压,阴极发射电流密度最高达到8.5A·cm^(-2),等离子体参数与托卡马克边界参数相近。该等离子体源满足设计要求并具备为EAST-CTI系统开展台面实验的能力。