[发明专利]一种控制边缘局域模的方法及装置

说明书

为解决现有的采用共振磁扰动线圈产生三维扰动场来控制边缘局域模的方式受到q95窗口限制以及中子辐照导致线圈寿命衰减的技术问题，本发明实施例提供一种控制边缘局域模的方法，包括：在托卡马克偏滤器环向上的至少两个不同位置施加偏压，驱动形成SOL区域电流以产生共振磁扰动。装置包括：偏压靶板，设有引线，用于设于托卡马克偏滤器环向上形成SOL区域电流以产生共振磁扰动；以及引线，包裹有绝缘壳，用于与外部偏压电源连接。本发明实施例避免了采用共振磁扰动线圈产生的q95窗口限制，通过在托卡马克偏滤器环向的不同位置上设置施加偏压的偏压靶板，实现了通过偏压产生SOL区域电流回路以产生共振磁扰动，达到缓解或抑制边缘局域模的目的。

技术领域

本发明涉及一种控制边缘局域模的方法及装置。

背景技术

在聚变托卡马克运行过程中，伴随边缘局域模的高约束放电模式非常重要，它可以周期性排除芯部等离子体产生的杂质粒子，改善等离子体芯部的约束能力。但是边缘局域模爆发过程中会在极短的时间内释放大量能量和带电热粒子通量，对装置的第一壁组件尤其是偏滤器偏压靶板造成很大破坏。

利用共振磁扰动可以改变磁场拓扑结构，使type I-型边缘局域模转化成频率较高幅值较低的边缘局域模，或者使其完全消失。从而使托卡马克装置能够在高约束模式下稳态运行。

目前现有技术已经尝试与探索了许多技术和方法对边缘局域模进行控制，但控制手段在物理上或工程上存在一定局限性。

使用共振磁扰动线圈产生三维扰动场，控制边缘局域模是最为成熟的一种手段。然而，共振磁扰动线圈控制边缘局域模会受到q₉₅窗口的限制，安全因子只有控制在一个狭窄范围内，才可以控制边缘局域模。此外，由于线圈距离等离子体台基区较远，想要产生控制边缘局域模的共振磁扰动需要较大的线圈安匝数，这需要庞大的机械结构承受巨大的电磁力，但是由于氚增值包层的空间有限，增大安匝数十分困难。并且，由于中子辐照，聚变堆中的RMP线圈的使用寿命将会大大缩减。最后，长脉冲运行问题对铜导体线圈的散热和其配套电源系统也带来严峻的挑战。

发明内容

为解决现有的采用共振磁扰动线圈产生三维扰动场来控制边缘局域模的方式受到q₉₅窗口限制以及中子辐照导致线圈寿命衰减的技术问题，本发明实施例提供一种控制边缘局域模的方法及装置。

本发明实施例通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提供一种控制边缘局域模的方法，包括：

在托卡马克偏滤器环向上的至少一个位置施加偏压，驱动形成SOL区域电流以产生共振磁扰动。

进一步的，所述在托卡马克偏滤器环向上的至少一个位置施加偏压，驱动形成SOL区域电流以产生共振磁扰动，包括：

在至少两个不同位置的每个位置上设置施加偏压的偏压靶板以形成SOL区域电流产生共振磁扰动。

进一步的，在所述至少两个不同位置的每个位置上设置施加偏压的偏压靶板以形成SOL区域电流产生共振磁扰动，包括：

多个施加偏压的偏压靶板在托卡马克偏滤器上环向布置，以驱动SOL区域形成电流回路产生共振磁扰动。

进一步的，每个偏压靶板在托卡马克偏滤器环向上的位置与托卡马克偏滤器打击点弧面对齐。

第二方面，本发明实施例提供一种控制边缘局域模的装置，包括：

偏压靶板，设有引线，用于设于托卡马克偏滤器环向上形成SOL区域电流以产生共振磁扰动；以及

引线，包裹有绝缘壳，用于与外部偏压电源连接。

进一步的，还包括保护壳；所述偏压靶板设于保护壳内，所述引线从偏压靶板延伸出保护壳外。