ASIPP

HT-7锂壁处理实验提案 孙震、左桂忠、胡建生、李建刚

2011.4.21

ASIPP锂在托卡马克装置中的应用

锂化实验装置： HL-1M 、 FTU 、 NSTX 、 CDX-U 、 T-10 、 TJ-II 、 C-Mod 、 TdeV 、 JIPP-TIIU 、 DIII-D 、TFTR 、 HT-7 、 EAST

锂化实验方式：锂蒸发 (lithium evaporation) 及借助 GDC/ICRF/ 方式，锂球注入 (lithium pellets injection, LPI) ，液态锂限制器

锂化实验效果有效吸附杂质， Zeff大幅降低，降低杂质辐射；减少氢的再循环，峰化等离子体密度；增加等离子体温度，使温度变得更平坦；提高等离子体约束；改善加热效率帮助等离子体恢复抑制 ELMS, 促进 H-MODE 实现

ASIPPEAST 锂化效果（一）

ASIPPEAST 锂化效果（二）

First Second Third Forth Fifth

siliconization 40.6% 58.6% (TPG16~60°)

39% (TPG16~60°)

20.5%(TPG16~1

80°)

24.1% (TPG16~1

80°)

Lithium coating

54% 74% 65.10% 70% 81.70%

ASIPPEAST 锂化效果（三）

ASIPPHT-7 锂限制器效果（一）

Lithium limiter

ASIPPHT-7 锂限制器效果（二）

Lithium limiterLithium limiter

ASIPPHT-7 锂限制器效果（三）

Lithium limiter

ASIPPHT-7 改造后状况 将石墨壁改造为全金属器壁：钼限制器 + 液态锂限制器

– 抑制杂质– 改善再循环– 提高等离子体约束性能– 尝试先进第一壁

改造内容– 将 HT-7 内部上下环形、高场侧带状石墨限制器清除– 将南北向极向限制器恢复整环结构，将石墨瓦换上钼瓦– 低杂波天线保护限制器石墨瓦换上钼瓦

ASIPP一、实验目的

获得全金属壁 ( 钼 ) 条件下等离子体各参数状况改进的锂限制器的应用

锂限制器 + 钼限制器对等离子体性能改善掌握液态锂物理化学特征

锂壁处理针对全金属壁条件下对等离子体参数改善降低杂质辐射；提高等离子体的温度；减少氢的再循环；对 ICRF/LHW 加热效率的影响改善等离子体约束实现高参数准稳态等离子体运行。

ASIPP二、实验内容

钼限制器与石墨限制器条件下等离子体参数对比

锂蒸发镀膜在钼限制器条件下对等离子体性能的影响

蒸发、 ICRF、GDC辅助锂蒸发实验的比较

锂化壁寿命的研究

放电中的锂蒸发及锂粉注入实时壁处理对等离子性能的影响

改进的液态锂限制器使用液态锂流动

新 CPS结构对锂的溅射影响

锂与钼壁兼容问题

液态锂限制器在全金属壁条件下对等离子体影响

ASIPP三、实验方法

安装样品 锂蒸发

锂化前标准等离子体放电最为参考炮 锂蒸发壁处理

• 锂化实验前放电清洗。• 通过波纹管坩埚蒸发系统在无辅助， HE-GDC或者 HE-ICRF辅助下蒸发锂

锂化后等离子体放电实验 放电中锂粉注入 锂限制器注液态锂作为主限制器

ASIPP锂化装置

锂蒸发装置

ASIPP锂限制器

ASIPP四、放电要求锂限制器：液态锂 (250 度） r=260mm ；锂化后等离子

体放电。标准等离子体放电：（每种类型放电重复 2 次）

– 欧姆放电 :1,2x1019/m3 、 120KA ， 1s( 各 5 炮 )– LHCD （ 300kW 止 ): 1.5x1019/m3 、 120KA, 加入时间

500ms,1s – ICRF （ 300kW 止 ): 1.5x1019/m3 、 120KA, 加入时间

500ms,1s长脉冲实验（ 2 炮）

– 60kA, 0.5x1019/m3,150-200kw,10s更高等离子体电流实验 200kA ： 1.5x1019/m3 （ 3

炮）密度极限试验（ 1 次放电）：电流 120KA

ASIPP五、所需诊断

基本参数： Ip 、 Ne 杂质状况： CIII 、 OII 、 LIII 、金属杂质（ SXS ）、 Zeff, 气

体分析（ RGA ）， Vp 、 XUV 氢的再循环与壁滞留：壁滞留率、再循环系数（光

谱）、 Ha 、 H/D （光谱、 RGA ）、真空测量 温度的剖面分布、密度的剖面分布（ SXS 、 ECE 、 HCN ） 温度：热电偶 其他等离子体诊断

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