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激光吸收光谱研究用于表征负离子源SPIDER中铯炉的性能
摘要： SPIDER H?/D?离子源目前正在意大利帕多瓦RFX联合体（Consorzio RFX）的中性束测试设施（NBTF）中运行，以验证其产生高达40 A负离子的能力——最大引出电流密度为350 A/m2（氢离子）/285 A/m2（氘离子），且共引出电子比例不超过0.5（氢离子）/1（氘离子）。这些性能参数是实现ITER中性束注入器（NBI）所必需的，该注入器需通过将负离子加速至1 MeV并在注入ITER托卡马克装置前进行中性化处理，从而向等离子体输送16.7 MW能量。为获得如此高的引出电流密度和低共引出电子比例，必须降低加速系统网格面向离子源表面的逸出功，这将通过使用三个蒸发炉常规蒸镀铯（Cs）涂层来实现。这些蒸发炉的功能已在NBTF内的铯蒸发炉测试台（CATS）上完成测试。该测试台配备多种诊断设备，其中包括激光吸收光谱（LAS）诊断系统。通过可调谐激光二极管，LAS诊断系统沿视线方向获取铯852 nm D2谱线的高分辨率吸收光谱，以测量基态铯密度。本文描述了测试台及LAS诊断系统，并对拟安装于SPIDER的蒸发炉进行了特性分析。研究还探讨了因基态铯退激发导致的系统性密度低估效应——该效应与激光强度及铯密度的关系，旨在为后续密度评估校正提供依据。
关键词： 等离子体诊断——干涉测量法、光谱法和成像技术，离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光汤姆逊散射法测量的纳秒脉冲放电等离子体中电子密度与温度的时空分布
摘要： 采用激光汤姆逊散射(LTS)技术测量了球-板电极构型下、气压为2×103 Pa的纳秒脉冲放电(NPD)氩等离子体中电子温度(Te)与电子密度(ne)的时空分布。当球形电极接负高压时，两电极间峰值电压为1520 V，电流为3 A。结果表明：利用脉冲电压上升沿可有效增强等离子体放电的电子密度。实测参数显示：Te从1.75 eV呈指数衰减至0.1 eV，ne在15-115 ns时段内从初始值快速增至3.94×102? m?3后降至1.17×101? m?3。在具有圆柱几何对称性的放电中，Te沿球到板方向递增而ne递减；在r=3.4 mm的径向方向上，Te与ne均从中心向边缘递减。电子密度最大值与最小值相差20倍，而电子温度仅相差约1.5倍。
关键词： 等离子体诊断——干涉测量法、光谱法和成像技术，脉冲功率
更新于2025-09-16 10:30:52