负离子源 SPIDER 中铯与 H-/D- 密度的表征
等离子体物理
2023-07-21 v2
摘要
ITER 的加热中性束注入器(HNBs)须以 1 MeV 能量提供 16.7 MW 的 H/D 粒子束。这些束将由 H-/D- 离子产生,后者由射频等离子体源耦合离子加速系统生成。ITER HNB 离子源的原型正在 Consorzio RFX 的 ITER 中性束测试设施中的 SPIDER 实验上进行测试。只有通过向源中(特别是加速系统的面向等离子体栅格(PG)上)蒸发铯,才能达到束流密度和共提取电子比例的设计目标。如此一来,表面的功函数降低,显著增加了将中性粒子和正离子转化为 H-/D- 的表面反应量。因此,监测 PG 附近负离子密度与 Cs 密度至关重要。监测 Cs 沿 PG 的空间分布对于保证束流电流的均匀性也必不可少。在 SPIDER 中,这得益于腔衰荡光谱(CRDS)和激光吸收光谱(LAS)诊断,它们分别提供负离子密度与中性基态 Cs 密度的线积分测量。本文讨论了 CRDS 和 LAS 测量随输入功率以及用于减少电子共提取的磁场和电场的变化关系。负离子密度数据在无铯条件下的类似测量中定性一致。与模拟一致,Cs 密度在源中心处达到峰值;也存在上/下不均匀性。文中给出了等离子体对 Cs 沉积和负离子产生的若干效应。
引用
@article{arxiv.2211.04901,
title = {Characterization of cesium and H-/D- density in the negative ion source SPIDER},
author = {Marco Barbisan and R. Agnello and L. Baldini and G. Casati and M. Fadone and R. Pasqualotto and A. Rizzolo and E. Sartori and G. Serianni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.04901},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 12 figures. Paper (accepted manuscript) following the poster contribution at the SOFT 2022 conference. Published in Fusion Engineering and Design