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文档简介

1、托卡马克第一镜初步研究总结研究背景：托卡马克第一镜问题直接关系到光学诊断系统的有效性，国际托卡马克物理学会ITPA已将其列为等离子体物理诊断方面五个最优先研究课题之一， 而反射率变化机理研究是其最核心与基础部分。 本项研究主要针对国内、外相关 研究多停留在单项环境模拟以及短脉冲托卡马克装置中的行为，缺乏准稳态等离子体下的实验结果、特别是机理分析，以 HT-7长脉冲物理实验装置为平台，研 究不同第一镜材料在准稳态等离子体下因溅射腐蚀所引起的表面形貌改变、因杂质再沉积所造成的污染、以及辐照损伤所引起的反射率变化等问题。 在以上实验 研究的基础上，建立合理的物理模型，使用大型蒙特卡罗程序进行数值模拟

2、等， 力图阐明准稳态等离子体与第一镜之间相互作用的若干科学基础问题，在此基础上寻找出可延长第一镜使用寿命的有效方法。实验目的：研究在等离子体辐照情况下第一镜的光学性能（特别是反射率）变化的机理问题，为国际托卡马克第一镜研究积累数据。已开展的工作：1 第一镜材料的选择：ITER所使用的第一镜目前主要确定为金属材料， 其中主要可供选择的有钨、钼、不锈钢与铜等。我们在HT-7上的实验主要选择：多 晶钨、多晶钼、不锈钢，以及我们与北京科技大学通过造粒、粉末冶金等方 法共同研制的细晶粒钨材料（平均粒径在 1-m以下）；2 第一镜实验样品的制备：特别是象钨与钼这些难熔金属，其切割与加工处理都较困难、特别是

3、需要经过特殊的研磨与抛光处理才能得到镜面水准，目前我们已基本掌握使用这些难熔金属材料制备出高质量的第一镜样品工艺;3 反射率测量：目前在国内测量小样品的镜面反射率仍然是个难题。现对于小样品反射率的测量，我们在国外已经找到帮助，实验后的样品可直接寄到国外去测试；另在下次HT-7实验中，我们也在装置内安装了大样品，大样品可直接送到安光所进行测试，同时也方便与国外测试结果进行比较；4. 将这些材料的镜面置于 HT-7边缘等离子体的SOL （小半径28.5 30cm）中。在一定放电模式、并经过一定时间辐照后，测试这些样品的反射率、表面形貌，研究不同材料在等离子体辐照情况下的组织、结构与光学性能之间的依

4、 赖关系。本次实验主要是将样品放置在 SOL中靠近最后闭合通量面1.5 3cm 处，此处在等离子体辐照情况下，将会既有溅射等腐蚀现象发生，同时也会伴随碳等杂质的再沉积（但一般认为此处总的腐蚀率应大于再沉积），主要研究表面形貌的改变与再沉积碳等杂质对第一镜光学性能的影响。5. 预期结果：在测试实验样品辐照前后反射率的变化情况后，同时通过样品的 表面形貌与腐蚀率测试，分析再沉积材料的组织、成份与结构的变化，进而研究其光学性能变化的机理，并积累在HT-7石墨限制器位型情况下主要第一镜材料反射率变化的数据。等离子体辐照前的第一镜表面经过一定时间辐照后的第一镜表面60-clam steel80、60-sta ini ess steel)4040.20-20-200400600800

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