用于准环对称仿星器的第一壁及其设计方法技术

本发明专利技术所提供的一种用于准环对称仿星器的第一壁及其设计方法，是针对准环对称仿星器设计的特殊三维曲面闭合屏蔽结构，第一壁位于真空室内，且第一壁靠近真空室的一侧与真空室的内壁连接，第一壁为闭合层面，第一壁结构能够与三维曲面结构的真空室和仿星器最外闭合磁面相匹配，将等离子体完全包裹在其内部，在聚变堆运行过程中，第一壁把高温等离子体与其他部件隔离，保护其免受来自等离子体的热流和电磁辐射等的损害，其设计和制造能够帮助建造完成世界上第一个准环对称磁约束仿星器装置，为国内三维等离子体物理以及相关学科的科学研究提供实验平台，对磁约束核聚变的发展和研究具有重要意义。究具有重要意义。究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
用于准环对称仿星器的第一壁及其设计方法


[0001]本专利技术涉及物理实验设备
，具体涉及用于准环对称仿星器的第一壁及其设计方法。

技术介绍

[0002]随着人类社会飞速发展，世界对于能源的需求急剧增加。传统化石能源储量有限，在使用过程中还会产生污染，为维持人类社会的可持续性发展，必须开发储量丰富且清洁的能源。受控核聚变就是其中之一，通过磁场约束超高温H等离子体产生聚变反应。目前普遍认为磁约束核聚变最有可能实现商业化应用。目前世界上最有成效的两种受控磁约束聚变装置是托卡马克和仿星器。
[0003]磁约束聚变装置最核心的部分是其中用于约束高温等离子体的磁场，托卡马克的约束磁场是由外部线圈电流和等离子体电流共同产生的，托卡马克的磁场位形是环向对称的具有较好的等离子体约束性能，然而托卡马克等离子体电流在接近极端条件时可能由于磁流体不稳定性引起等离子体的大破裂，因此装置无法长时间稳态运行。仿星器的磁场完全由外部线圈产生，因此仿星器几乎没有等离子体电流，故不会引起大破裂，可以实现长时间稳态运行。第一壁是仿星器的核心元件之一，它包裹着内部高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于准环对称仿星器的第一壁，仿星器包括真空室和多个线圈，多个线圈间隔套设在真空室外周，多个线圈共同作用产生磁场位形，其特征在于：第一壁位于真空室内，且第一壁靠近真空室的一侧与真空室的内壁连接，第一壁为闭合层面，第一壁用于包裹等离子体，第一壁的形状及安装位置按如下步骤确定：步骤S100：确定第一壁内壁的形状；获取准环对称仿星器的柱状坐标系下最外闭合磁面坐标：R(θ，φ，s)＝∑R
mn
(s)cos(mθ
‑
N
p
nφ)Z(θ，φ，s)＝∑Z
mn
(s)sin(mθ
‑
N
p
nφ)其中，R表示柱坐标系内沿水平方向的径向坐标，Z表示柱坐标系内沿高度方向的纵向坐标，通过R和Z确定柱坐标系下的最外闭合磁面的坐标，R
mn
表示磁面各模对应的R坐标的傅里叶分量，Z
mn
表示磁面各模对应的Z坐标傅里叶分量，θ表示极向角，φ表示环向角，s表示径向归一化磁通，m表示极向模数，n表示环向模数，N
p
表示环向周期数；将最外闭合磁面的坐标值进行可视化处理，得到最外闭合磁面的形状；根据最外闭合磁面的形状，确定第一壁内壁的形状，第一壁内壁的形状与最外闭合磁面的形状相适配；步骤200：通过寻找载流面，求得线圈最内部外围表面的坐标：通过最外闭合磁面确定内限制面和外限制面：内限制面：R
in
(θ，φ，s)＝∑R
inmn
(s)cos(mθ
‑
N
p
nφ)Z
in
(θ，φ，s)＝∑Z
inmn
(s)sin(mθ
‑
N
p
nφ)外限制面：R
out
(θ，φ，s)＝∑R
outmn
(s)cos(mθ
‑
N
p
nφ)Z
out
(θ，φ，s)＝∑Z
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，朱怡亲，许宇鸿，王先驱，刘海峰，黄捷，刘海，程钧，胡军，沈军峰，唐昌建，罗杨，熊国臻，李恒，苏祥，崔子麟，李晓龍，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：