Trapped Electrons 实验 T-REX 的设计与初步测试
等离子体物理
2024-10-02 v2
摘要
电子环旋共振加热（ECRH）是实现核聚变能源的关键技术，因此高效运行至关重要。过去的实验表明，由于阱 trapped 电子在磁针注入枪（MIG）区域引发不稳定现象，导致意外电流和运行故障。为此需要对 MIG 几何结构施加严格的制造公差[1]。我们在瑞士等离子体中心（Swiss Plasma Center）开发的 TRapped Electrons eXperiment（T-REX）旨在理解电子云在电子阱中的物理机制。T-REX 复制了 MIG 的几何结构及其典型的电场和磁场，并借助 FENNECS 代码进行 2D 粒子-in-cell（PIC）仿真[2, 3]。实验装置包括真空腔内两同轴电极，置于超导磁体之上，中心电极施加负 DC 电压，外侧电极接地，形成径向电场（1~2 MV/m）和轴向磁场（B < 0.4 T），从而模拟 Penning-Malmberg 阱结构。本文将报告实验装置及其对电流分布的初步结果，并对 FENNECS 仿真结果进行定性比较[4]。计划中的诊断工具包括光学发射光谱、磷蜡屏幕成像、 streak 相机成像，以及通过 Stark 效应测量电场分布。该研究旨在提升核聚变能源系统中电子阱装置的性能和可靠性。
引用
@article{arxiv.2406.19123,
title = {Design and First Tests of the Trapped Electrons Experiment T-REX},
author = {Francesco Romano and Guillaume Le Bars and Joaquim Loizu and Marc Nöel and Jean-Philippe Hogge and Stefano Alberti and Jeremy Genoud and Severino Antonioni and Lorraine Naux and Pierrick Giroud-Garampon and Steve Couturier and Thierry Leresche and Damien Fasel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.19123},
year = {2024}
}