【技术实现步骤摘要】
一种适用于超导托卡马克的充气成像系统
[0001]本专利技术涉及磁约束聚变等离子体诊断领域，具体是一种适用于超导托卡马克的充气成像系统。
技术介绍
[0002]磁约束聚变通过特殊位形的磁场把等离子体控制在特定容器内，再利用辅助加热提高等离子体的温度和加料提高等离子体的密度，在满足劳逊判据的条件下可实现聚变点火。磁约束聚变能够提供清洁的能源，所需原材料在自然界储量丰富，因而聚变被认为是解决人类未来能源问题的可行途径。目前托卡马克和仿星器是最有可能实现受控磁约束聚变的两种装置。
[0003]在托卡马克和仿星器装置的边界，湍流被认为是引起横越磁力线等离子体输运的主要因素，对边界不稳定性和刮削层热流粒子流有重要影响。边界湍流的测量和模拟研究一直是磁约束聚变界的重要课题。测量边界湍流有多种诊断方法，例如朗缪尔探针、微波反射计、束发射光谱和热氦束等诊断。充气成像系统是直接测量边界湍流二维空间结构和随时间演化的诊断。它通过向边界等离子体喷入中性气体，如氘气或者氦气，形成气体云，再利用光路成像到高速相机感光面，获得某个波长的谱线信号...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于超导托卡马克的充气成像系统，其特征在于：包括喷气管道系统(1)、中继光路系统(2)和高速相机(3)；喷气管道系统(1)通过多个小孔向边界等离子体喷入中性气体，形成气体云物面(4)，再通过中继光路系统(2)把所述气体云物面(4)成像到高速相机(3)感光面的指定区域，获得所述气体云物面(4)气体云特征谱线强度的二维结构演化。2.根据权利要求1所述的适用于超导托卡马克的充气成像系统，其特征在于：所述喷气管道系统包括喷气管道(5)、喷气管道保护套(6)和喷气管道支架(7)；所述喷气管道(5)采用316L不锈钢制成，为圆管或长方形管，由一排或多排喷气小孔组成，每排小孔均匀分布，使得喷出气体能够形成均匀的气体云物面(4)；喷气管道(5)被固定在一个喷气管道保护套(6)内，防止等离子体直接轰击喷气管道(5)；所述喷气管道保护套(6)采用钼或者钨加工而成，前面板正对喷气管道(5)开孔的位置有一条长方形的槽，宽度大于小孔直径，气体能够无阻碍通过；喷气管道(5)和喷气管道保护套(6)之间通过螺丝拧紧固定；所述喷气管道保护套(6)后方面板通过与喷气管道支架(7)焊接，喷气管道支架(7)另一端再焊接到真空室内壁，固定整个喷气管道系统(1)；所述喷气管道支架(7)有两条或多条支撑腿，由不锈钢圆管制成，现场采用焊接连接完成之后，再用不锈钢加强筋焊接到相邻的两条支撑腿上。3.根据权利要求1所述的适用于超导托卡马克的充气成像系统，其特征在于：所述中继光路系统(2)包括镜片、中继光路机械内筒(11)、中继光路机械外筒(9)和观察窗(8)，将喷入气体云所在的物面成像到高速相机(3)的感光面。4.根据权利要求3所述的适用于超导托卡马克的充气成像系统，其特征在于：所述中继光路机械外筒(9)为圆柱形或者长方体形，内部是空腔，用于放置中继光路机械内筒(11)，中继光路机械外筒(9)的前端有一个斜面法兰，从气体云物面(4)发出的光线垂直该斜面法兰入射；斜面法兰与玻璃观察窗(8)连接，隔离中继光路机械外筒(9)的内部和外部，中继光路机械外筒(9)内部与大气连通，中继光路机械外筒(9)外部是真空状态；中继光路机械外筒(9)的后端焊接在一个法兰盘上，通过该法兰盘最外围一圈通孔与托卡马克装置法兰的螺纹孔连接，采用氟橡胶的方式密封；该法兰盘的后端平面还开有一组带螺纹的腰型盲孔，用于与中继光路机械内筒(11)连接；此外还开有一组带螺纹的圆形盲孔，用于与高速相机支撑架(10)连接。5.根据权利要求4所述的适用于超导托卡马克的充气成像系统，其特征在于：所述观察窗(8)采用石英玻璃与不锈钢法兰盘焊接而成。6.根据权利要求3所述的适用于超导托卡马克的充气成像系统，其特征在于：所述中继光路机械内筒(11)分成多段，相邻两段中继光路机械内筒(11)通过法兰盘连接组合在一起，且每个法兰盘的顶部对称开有多组螺纹孔，用于安装塑料球头立柱，辅助中继光路机械内筒(11)与中继光路机械外筒(9)的组装；中继光路机械...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘少承，颜宁，钟刘军，魏巍，邢银龙，廖亮，徐国盛，周晓军，高翔，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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