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《中国光学学会2006年学术大会论文摘要集》 2006年
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激光吹气技术在HL-2A托卡马克上的应用

张鹏  黄渊  孙平  傅炳忠  卢杰  丁玄同  
【摘要】:托卡马克器壁材料会以多种方式进入等离子体,形成杂质。杂质的积累会稀释主等离子体离子的浓度、并使杂质辐射增强,从而导致能量约束变坏,因此杂质输运是聚变等离子体研究中的一个基本问题。利用激光吹气(laser blow-off)从等离子体外部注入脉冲式杂质源,它的时间宽度远小于杂质输运的特征时间,是比较理想的研究方法。将调Q激光束聚焦到镀有金属膜(膜面向等离子体)的玻璃衬板表面,金属膜吸收激光能量后被加热、汽化形成脉冲原子束、原子团,它们高速的沿真空管道进入等离子体。通过调节聚焦光斑的大小、选择不同膜厚的靶片, 可以将杂质的注入量控制在适当的水平,既不对等离子体约束产生影响,又便于光谱测量和输运研究。通过电控升降台、电控旋转台,在计算机的控制下移动聚焦点,使每次打靶在不同的点上,如图1所示。调节激光器被触发的时刻,以选择杂质在放电的特定阶段被注入等离子体。如果注入比较大量的重金属杂质,还可以研究缓解等离子体破裂的方法。HL-2A激光吹气系统使用工作波长为1053nm的调Q钕玻璃激光器,激光脉冲的能量为2~5焦耳。该系统于2005年成功投入运行,可注入铝、钛、镍等杂质。本文给出来激光吹气技术的设计方案,以及初步的实验结果。

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