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(guò)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(jiàn)的壓縮加熱方法有以下幾種。 
　　激波加熱。理論表明，無(wú)論流體是否處于磁場(chǎng)中，經(jīng)激波掃過(guò)后流體的溫度大約是原來(lái)溫度的M2（M為馬赫數(shù)）倍。假如M=100，則激波掃過(guò)后流體的溫度可提高10,000倍。如果流體是磁場(chǎng)中的等離子體，則經(jīng)激波掃過(guò)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(lái)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(chǎng)作為活塞（稱為磁活塞）來(lái)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(wú)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(guò)外部磁場(chǎng)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(wú)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(chǎng)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(guò)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(lái)提高等離子體溫度的方法。磁場(chǎng)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(guò)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(chǎng)中。這些高能離子再通過(guò)與原有等離子體粒子的庫(kù)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(chǎng)湮沒(méi)加熱等。 [1] 

用途

等離子體加熱利用外加功率源來(lái)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(wàn)度（或幾十電子伏特），需不斷從外部輸入能量來(lái)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(lèi)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(chǎng)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(lái)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(guò)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(lái)說(shuō)，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(lái)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(lái)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(guò)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(wèn)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(lái)*維持這一電流。現(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(guò)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(lái)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(wèn)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(wèn)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(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)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。