[实用新型]一种射频离子源启动灯丝装置

说明书

本实用新型提供一种射频离子源启动灯丝装置，包括进气管、上法兰绝缘压板、上法兰盖板、压紧螺栓、下法兰绝缘压板、钼棒、绝缘陶瓷、固定钼座、钼座法兰、真空密封圈、冷却水管和法兰盖板；所述进气管和钼座法兰及钼棒焊接成一体安装在下法兰绝缘压板上，整体再安装在下法兰盖板上；压紧螺栓将上法兰盖板和上法兰绝缘压板安装在下法兰盖板上，通过拧紧压紧螺栓压紧第一真空密封圈、第二真空密封圈、第三真空密封圈实现真空密封；绝缘陶瓷通过固定钼座安装在下法兰盖板上；其中，启动灯丝装置采用钼棒作为脉冲高压正极，钼座作为脉冲高压负极，利用高压击穿电离建立等离子体，同时充当进气装置安装在驱动盖板中间，避免等离子体放电的不均匀性。

技术领域

本实用新型涉及射频离子发生器领域，尤其涉及一种射频离子源启动灯丝装置。

背景技术

中性束注入系统(Neutral Beam Injection,NBI)具有加热效率高，物理机制最清楚的特点，是EAST托卡马克重要的辅助装置之一。离子源是中性束注入系统中关键部件，大功率的中性束注入装置必然需要强流离子源的支持。其中射频离子源是中性注入系统中常用离子源，典型的射频离子源主要由射频驱动电源、射频功率发生器、传输电缆、匹配电路、射频天线、放电室、真空系统、冷却系统、测量和控制等部分组成。当射频离子源工作时，射频电源驱动射频发生器产生射频功率，并通过传输电缆和阻抗匹配网络传输到离子源放电室的射频天线线圈上，然后耦合到放电室内。当射频电流通过天线线圈时，产生轴向射频磁场，射频磁场随着时间的变化产生感应电场，感应电场加速电子，使被加速的电子和放电室内气体离子碰撞电离产生等离子体，并维持等离子体。

考虑屏蔽筒的电阻率，等离子体很难只通过射频功率建立。为了使等离子体放电更容易，需在放电室背板上安装启动灯丝。当气压高于1Pa时，可通过输入射频功率直接启动。当气压低于1Pa时，可用灯丝启动。

目前传统离子源启动灯丝较多采用细钨丝(0.2至0.5mm直径)加真空电极引出结构，该结构主要缺点有：

(1)细钨丝结构经常反复使用容易发生钨丝断裂，长脉冲下钨丝长时间处于等离子体环境下也容易发生变脆断裂。

(2)射频离子源驱动盖板需要专用的接口来安装细钨丝加真空电极引出结构，而盖板可利用空间较小还需要安装很多其它接口如诊断、冷却水路、观察窗口等，因此只能占用其它设备接口。

(3)细钨丝加真空电极引出结构一般只能安装在偏离中心位置的一侧，这样会引起等离子体放电的不均匀性。

实用新型内容

为了克服传统射频离子源启动灯丝装置存在反复或长时间使用容易发生钨丝断裂，需要专用的接口来安装占用其它设备接口，安装偏心引起等离子体放电的不均匀性等缺点。本实用新型提供一种射频离子源启动灯丝装置，解决传统启动灯丝使用寿命短需频繁更换，占用其它部件安装空间，偏心安装引起等离子体放电不均匀等缺点。

本实用新型的技术方案是：一种射频离子源启动灯丝装置，包括进气管、上法兰绝缘压板、上法兰盖板、压紧螺栓、下法兰绝缘压板、钼棒、绝缘陶瓷、固定钼座、钼座法兰、真空密封圈、冷却水管和法兰盖板；

所述进气管和钼座法兰及钼棒焊接成一体安装在下法兰绝缘压板上，整体再安装在下法兰盖板上；压紧螺栓将上法兰盖板和上法兰绝缘压板安装在下法兰盖板上，通过拧紧压紧螺栓压紧第一真空密封圈、第二真空密封圈、第三真空密封圈实现真空密封；绝缘陶瓷通过固定钼座安装在下法兰盖板上；

其中，启动灯丝装置采用钼棒作为正极，钼座作为负极。

进一步的，正极采用直径2mm金属钼棒，负极采用内径4mm、外径10mm、高度8mm、外侧为螺纹结构的钼座。

进一步的，启动灯丝装置中钼棒与钼座法兰之间存在间隙。