原子能科学技术2024,Vol.58Issue(z1) :501-511.DOI:10.7538/yzk.2024.youxian.0437

中性粒子分析仪的研究现状

Present Status of Neutral Particle Analyzer

林炜平 马龙 汪彦熹 屈玉凡 罗圆 谢德豪 王硕 曲国峰 任培培 罗小兵 刘星泉 韩纪锋 Roy WADA 臧临阁 朱敬军
原子能科学技术2024,Vol.58Issue(z1) :501-511.DOI:10.7538/yzk.2024.youxian.0437

中性粒子分析仪的研究现状

Present Status of Neutral Particle Analyzer

林炜平 1马龙 1汪彦熹 1屈玉凡 2罗圆 2谢德豪 1王硕 1曲国峰 1任培培 1罗小兵 1刘星泉 1韩纪锋 1Roy WADA 3臧临阁 2朱敬军1
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作者信息

  • 1. 四川大学原子核科学技术研究所,辐射物理及技术教育部重点实验室,四川成都 610064
  • 2. 核工业西南物理研究院,四川成都 610218
  • 3. Texas A & M University,Texas USA 77843
  • 折叠

摘要

中性粒子分析仪(NPA)作为托卡马克(Tokamak)装置的重要诊断工具,在等离子体物理研究中具有重要科学意义和广泛应用前景.NPA通过精确测量从等离子体中逃逸的中性粒子,可获取等离子体内部的关键信息,包括离子温度、快离子能谱分布和氢同位素比例等.自20世纪60年代首台NPA问世以来,经过60余年的技术发展,其诊断能力已经实现了质的飞跃,并且发展出了多种类型的NPA.针对中国环流3号(HL-3)装置的快离子物理研究,四川大学与核工业西南物理研究院联合研制了基于LYSO+SiPM探测器的串联式平行电磁场结构的NPA(E//B NPA).该E//B NPA已安装到HL-3装置,并在等离子体放电实验中成功测量到高能量氘(D)中性粒子能谱,为今后HL-3装置中性粒子诊断及快离子研究奠定了坚实的技术基础.

Abstract

The neutral particle analyzer(NPA)serves as a crucial diagnostic tool in Tokamak devices,providing valuable insights in plasma physics with wide-ranging applications.By accurately measuring neutral particles that escape from the plasma,the NPA allows for the retrieval of key plasma information,including ion temperature,high-energy particle spectra,and hydrogen isotope ratios.Since its introduction as the first NPA,originally known as a neutral atom analyzer,in the 1960s,this diagnostic instrument had significantly advanced over the past six decades,resulting in the development of various NPA types.In order to address fast ion physics research on HL-3 device,Sichuan University and Southwestern Institute of Physics have collaboratively developed a tandem parallel electromagnetic field structure NPA(E//B NPA)based on LYSO+SiPM detectors.This E//B NPA has been successfully installed on the HL-3 device,enabling the accurate measurement of the high-energy deuterium neutral particle spectrum during plasma discharge experiments.This achievement establishes a strong technical foundation for future neutral particle diagnostics and fast ion research on the HL-3 device.

关键词

中性粒子分析仪/能量和质量分辨/托卡马克/快离子物理

Key words

neutral particle analyzer/energy and mass resolution/Tokamak/fast ion physics

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基金项目

国家磁约束核聚变能发展研究专项(2018YFE0310200)

国家自然科学基金(11805138)

国家自然科学基金(12175156)

出版年

2024
原子能科学技术
中国原子能科学研究院

原子能科学技术

CSTPCD北大核心
影响因子:0.372
ISSN:1000-6931
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