IPD CE-150-4102-CO電源

IPD CE-150-4102-CO電源

ProSense PSD25-0P-0145H

allied motion HT05000-A00

Kinetrol 074-100

IPD SRP-40A-1001-CHCO

ESI ES595pro

SCHNEIDER XCC3510PS48SGN

SCHRACK RT424024

SIEMENS LZS:RT78725

SCHNEIDER DL1BDB3

SCHNEIDER DL1BDB4

SCHNEIDER DL1BDB8

GHISALBA GHOPC-600B AAV66871

P-Q CONTROLS M21527-00011

IPD REL-150-4007

CIRCLE SEAL D532B-1M-55

SCHNEIDER IMD-IM400

SCHNEIDER IMD-IM400

MAHLE LX925濾芯

FLYGT ENM-10(20M)

Paulstra 521450

Paulstra 521601

ESI ES595pro

TECNA 7902 P

CATVision-MC2-D-CPU

Kim Hotstart TPS202GT10-008

FSG 1708Z03-096.013

TECNA 7902 L=350MM

IPD REL-110-4007(帶外殼)

IPD REL-70-4006(帶外殼)

DYNISCO 9VT00032

LT LTW-T8218

REVALCO 4RK46 AC220V

Georg fischer ER52-1 DN10-DN50 199190305 250V 1P65

STOBER MDS5075A/L

GHISALBA GHOPC-410B AAV66870

IPD SRW-80-3003-24（帶外殼）

Tri-Tronics F-A-36TR

MOTOVARIO TS063A4

DEUBLIN 157-000-151

SMW 197376

P-Q CONTROLS M120-1136

VESTA E52W1S014(DC24V)

E+E EE071-htpean1

TR 703-10003 PBD-20-001

PMAC 12kW Cont. / 30kW Pk. Liquid-Cooled Motor Drive System 48V 650A

SMW 198825

等離子體加熱（plasma heating）是將等離子體的溫度提高的方法。為了實(shí)現(xiàn)聚變點(diǎn)火，必須把等離子體的溫度提高到10千電子伏以上，使等離子體達(dá)到這樣高的溫度是受控?zé)岷司圩?span style="font-family:arial,宋體,sans-serif; font-size:14px">研究中的重要課題。對(duì)于不同裝置產(chǎn)生的不同的等離子體，要用不同的加熱方法。

加熱方法

常用的等離子體的加熱方法有歐姆加熱、壓縮加熱、波加熱和中性粒子束注入加熱。 [1] 

歐姆加熱

等離子體是導(dǎo)體，具有一定的電阻。當(dāng)電流通過等離子體時(shí)，等離子體因有電阻而發(fā)熱。由歐姆定律可 知，熱功率密度為p=ηj2，式中j為電流密度，η為等離子體的電阻率。η=2.8×10－8/Te3/2（歐姆·米），Te為電子溫度，單位是千電子伏。很顯然電子溫度升高時(shí)等離子體電阻率下降，加熱功率也隨之降低。因此，在較高溫度時(shí)歐姆加熱效果會(huì)變得很差，單憑歐姆加熱是不能把等離子體加熱到點(diǎn)火溫度的。歐姆加熱是托卡馬克等離子體加熱的基本方法。 [1] 

壓縮加熱

常見的壓縮加熱方法有以下幾種。 
　　激波加熱。理論表明，無論流體是否處于磁場中，經(jīng)激波掃過后流體的溫度大約是原來溫度的M2（M為馬赫數(shù)）倍。假如M=100，則激波掃過后流體的溫度可提高10,000倍。如果流體是磁場中的等離子體，則經(jīng)激波掃過后等離子體的溫度能顯著提高。利用流體中產(chǎn)生的激波來加熱等離子體的方法稱為激波加熱。在受控?zé)岷搜芯康墓靠s裝置中，用大電流快速放電方法建立的磁場作為活塞（稱為磁活塞）來推動(dòng)等離子體流體形成激波，將等離子體加熱。 
　　絕熱壓縮加熱。指在與外界無熱量交換的條件下對(duì)氣體系統(tǒng)的壓縮加熱。如果等離子體通過外部磁場作用產(chǎn)生的磁壓強(qiáng)不斷增加時(shí)所受到的壓縮，在粒子繞磁力線旋轉(zhuǎn)的回旋周期內(nèi)與外界無顯著的能量交換，這種壓縮就可看成是絕熱壓縮。這時(shí)體系的體積和溫度有如下關(guān)系：TVγ－1=常數(shù)。式中γ是氣體的定壓比熱和定容比熱之比。等離子體被壓縮時(shí)體積要縮小，溫度要提高，這就是等離子體的絕熱加熱方法，主要用于磁鏡、箍縮和托卡馬克中的等離子體和用激光產(chǎn)生的等離子體中。 
　　磁泵加熱。利用磁場周期地變化進(jìn)行的絕熱壓縮把等離子體加熱的方法。 [1] 

波加熱

在等離子體中激發(fā)某種波，這些波在傳播過程中將能量傳遞給等離子體將其加熱，稱為波加熱。常用的波有斜阿爾文波、快磁聲波、離子回旋波、電子回旋波、低混雜波及高混雜波，相應(yīng)的加熱稱為阿爾文波加熱、快磁聲波加熱、離子回旋共振加熱、電子回旋共振加熱、低混雜波加熱和高混雜波加熱。波加熱是加熱等離子體的一種很重要的方法。 [1] 

中性粒子束加熱

中性粒子束注入加熱。用高能中性粒子束注入等離子體中來提高等離子體溫度的方法。磁場對(duì)中性粒子不起作用，故中性粒子注入等離子體后能在其中到處運(yùn)動(dòng)。高能中性粒子通過與等離子體帶電粒子的相互作用而變成高能離子而被約束在磁場中。這些高能離子再通過與原有等離子體粒子的庫侖碰撞把能量交給等離子體粒子，使等離子體的溫度升高。常用的高能粒子束是高能中性氘原子束。但在中小型聚變實(shí)驗(yàn)中，大多采用中性氫原 子束。中性粒子束的能量要足夠大，粒子束才能進(jìn)到等離子體的中心區(qū)域。除了對(duì)中性粒子的能量有要求外，對(duì)中性粒子的脈沖寬度和流強(qiáng)也都有一定要求。中性粒子束注入加熱在托卡馬克和磁鏡中得到了廣泛的應(yīng)用。 [1] 

其他加熱方法

除了以上的加熱方法以外，還有中性粒子束–等離子體相互作用加熱、荷電粒子束注入加熱、湍流加熱、參量波加熱、場湮沒加熱等。 [1] 

用途

等離子體加熱利用外加功率源來提高等離子體溫度的方法和技術(shù)手段。聚變裝置中的等離子體是由人工方法（*多數(shù)情況下是將材料氣體電離）產(chǎn)生的，起始溫度僅幾十萬度（或幾十電子伏特），需不斷從外部輸入能量來繼續(xù)提升其溫度，直至達(dá)到能滿足自持反應(yīng)條件（此時(shí)氘-氚反應(yīng)產(chǎn)生的α粒子將起加熱功能，維持必要的溫度）。各種適宜于加熱等離子體的方案必須滿足兩方面的要求：①不會(huì)破壞整體約束（如引起強(qiáng)的等離子體不穩(wěn)定性或引起大量雜質(zhì)）；②在相當(dāng)寬的參數(shù)范圍內(nèi)加熱效率高，并且工藝要求合理。已為實(shí)踐證明有效的并可用于聚變堆加熱的方法主要有：歐姆加熱、高能中性束注入加熱、波加熱。在聚變堆自持燃燒條件下，則主要依靠聚變粒子的自加熱。加熱和約束的關(guān)系在許多類型的聚變裝置中，等離子體的形成和初始加熱是與建立穩(wěn)定的等離子體位形相協(xié)調(diào)的。如托卡馬克和仿星器中的歐姆加熱、反向場位形中的歐姆加熱和湍流加熱等。但當(dāng)用更強(qiáng)功率的加熱來進(jìn)一步提高等離子體的溫度時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)約束在一定程度上變壞，這是由于強(qiáng)功率加熱不可避免地會(huì)激發(fā)某些不穩(wěn)定性和增大雜質(zhì)。結(jié)果，約束時(shí)間隨加熱功率的加大而下降。為滿足自持聚變反應(yīng)條件，就必須加大聚變堆幾何尺寸和采用更大規(guī)模的強(qiáng)功率加熱。典型的強(qiáng)功率加熱要求已達(dá)100 MW。歐姆加熱通過等離子體中的電流會(huì)產(chǎn)生焦耳熱量，其功率密度與電流密度平方和等離子體電阻率成正比。歐姆加熱實(shí)際上是外電場對(duì)電子做功，首先加熱電子，隨后因電子和離子的碰撞而加熱離子。由于等離子體中電流密度的大小受穩(wěn)定性條件的限制，而電阻率又隨電子溫度的升高而劇降，所以歐姆加熱雖方便且經(jīng)濟(jì)，但有一定的局限性。中性束注入加熱，使高能中性粒子（其能量約為初始等離子體能量的幾十倍），因不受磁場力的作用， 可以穿透到等離子體內(nèi)部，并與原已存在的“靶”等離子體碰撞電離而被磁場捕獲成為高能離子成分，又在多次碰搜而慢化的同時(shí)加熱等離子體。這種加熱方法對(duì)等離子體擾動(dòng)小，在許多裝置上已能有效地將等離子體加熱至聚變反應(yīng)所需溫度。對(duì)聚變反應(yīng)堆來說，由于幾何尺寸大于當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)裝置，為使中性束能透入中心約束區(qū)，要求中性束的能量提高到MeV量級(jí)（目前為80—200KeV），這時(shí)因正離子的中性化率太低使中性束加熱設(shè)備的造價(jià)大幅度提高，已提出用負(fù)離子源技術(shù)來緩解這一困難。波加熱很早就提出用電磁波與等離子體的相互作用來加熱等離子體。主要應(yīng)用三種頻段的大功率頻源：①離子回旋波段，典型波頻在幾十到200MHz，在直線和環(huán)形裝置中都能有效地加熱離子。微波功率源為四極管發(fā)生器——放大器，已有幾十兆瓦的加熱設(shè)備，利用特殊設(shè)計(jì)的天線將波耦合到等離子體中，空間加熱區(qū)域可控制；②電子回旋頻段，典型頻率為80—200GHz，微波功率由回旋管產(chǎn)生，通過波導(dǎo)輸人到等離子體中，此法可有效地加熱電子和用于控制電流分布，但加熱設(shè)備較難制造且昂貴；③低雜波頻段，典型頻區(qū)為 2—8GHz，微波功率由速調(diào)管產(chǎn)生，用波導(dǎo)陣列輸入等離子體，用于加熱電子和離子，并用于驅(qū)動(dòng)環(huán)向電流，以實(shí)現(xiàn)托卡馬克裝置的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。粒子加熱自持聚變堆終依靠聚變反應(yīng)產(chǎn)生的3.5MeV能量維持。自持燃燒存在熱不穩(wěn)定性問題，已提出多種控制熱不穩(wěn)定方案。非感應(yīng)電流驅(qū)動(dòng)由于等離子體的電阻效 應(yīng)，托卡馬克的環(huán)向電流會(huì)隨時(shí)間衰減，因此不可能單靠歐姆變壓器的磁通變化來*維持這一電流?，F(xiàn)在研究了多種非感應(yīng)電流驅(qū)動(dòng)方法，在工藝上與幾種加熱方法基本協(xié)調(diào)。例如，沿環(huán)向的中性束注入在加熱等離子體的同時(shí)也能驅(qū)動(dòng)環(huán)向電流；通過改變藕合天線的相位（形成沿磁力線單向傳播的行波），可以利用幾種波段的微波來驅(qū)動(dòng)電流，其中研究得充分的是低雜波頻段，大驅(qū)動(dòng)電流已達(dá)3MA，但對(duì)較高密度的參數(shù)區(qū)，這一方 案中仍有很多問題需要解決；另外，等離子體中存在沿環(huán)向的自舉電流，對(duì)高極向比壓等離子體，自舉電流可以達(dá)到很高的比例，從而降低了對(duì)外驅(qū)動(dòng)源的要求。加熱研究的現(xiàn)狀及前景在幾個(gè)大型托卡馬克裝置上，利用中性束注入加熱，表明聚變堆的加熱問題實(shí)際上已經(jīng)解決；離子回旋頻段的波加熱也可以將離子溫度加熱到點(diǎn)火溫 度，這些加熱方法還可以結(jié)合起來使用。電子回旋加熱還在仿星器型裝置中得到廣泛應(yīng)用，較易產(chǎn)生1K級(jí)的初始等離子體。用于聚變堆條件下的負(fù)離子源技術(shù)目前己取得重大進(jìn)展，單元器件功率達(dá)兆瓦級(jí)的長脈沖負(fù)離子源中性束注入設(shè)備已研制成功。在微波加熱方面，相對(duì)于現(xiàn)有裝置中應(yīng)用的微波器件，更高頻段的長脈沖甚至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的器件的研制也不斷取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。普遍認(rèn)為，加熱和電流非感應(yīng)驅(qū)動(dòng)的工藝研究的進(jìn)展可以確保磁約束聚變堆（托卡馬克堆或*環(huán)形聚變堆）研制規(guī)劃的進(jìn)行。