Investigation on Direct Energy Conversion for Helium-3 Fuelled Nuclear Fusion
氦3燃料核聚变直接能量转换研究
基本信息
- 批准号:08558052
- 负责人:
- 金额:$ 6.46万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
- 财政年份:1996
- 资助国家:日本
- 起止时间:1996 至 1997
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
We perform a proof-of-principle experiment of a traveling wave direct energy converter (TWDEC), which was proposed as an efficient energy converter from high-energy protons produced by D-^3-He fueled fusion reactor directly into electricity. In TWDEC,the incident proton beam is velocity-modulated so as to form a bunched beam, which is to be decelerated by a traveling RF wave. The induced current in the traveling wave circuit provides RF power to the load.We use low-energy He-ion beam of a few keV and investigate the interaction of the beam with RF for modulation and deceleration. The experimental apparatus consists of a helicon-wave ion source, a modulator and a decelerator. The He-ion beam is velocity-modulated with RF electric fields at 7MHz applied to the two modulator grids. The decelerator grids (4 to 8) are aligned along the beam path with each separation of a few cm. They are connected to a transmission line terminated with a matched load resistor. We drive the transmission line by the same RF source for the modulator with a variable phase difference. We confirm that the beam is first velocity modulated at the modulator and then, density-modulated as a result of bunching. We compare the energy distribution functions of the beam with and without the driving voltage on the transmission line to find that the distribution function shifts toward lower energy side upon application of the modulator and decelerator RF.When the phase of the decelerator RF with respect to the modulator RF is changed by pi, the high energy component is increased. These results indicate that the ion beam can be decelerated by the traveling wave as planned in TWDEC concept. The efficiency of deceleration of the beam is measured to be 14%, which is consistent with simulation results.
我们进行了流动波直接转换器(TWDEC)的原理证明实验,该实验是从D-^3-^3-He燃料融合反应器直接进入电力的高能质子中的有效能量转换器。在TWDEC中,入射质子束进行了速度调节,以形成束束,该光束将通过行进的RF波减速。波动波电路中的诱导电流为负载提供了RF功率。我们使用几个keV的低能He-ion束,并研究了光束与RF的相互作用,以进行调制和减速。实验设备由Helicon-Wave离子源,调制器和减速器组成。 He-Ion束在7MHz的RF电场上进行速度调节,该电场应用于两个调节器网格。减速器网格(4至8)沿着梁路径对齐,每次分离几cm。它们连接到用匹配的负载电阻终止的传输线。我们以相同的相位差的调制器来驱动传输线。我们确认梁是首先在调制器处调制的速度,然后由于束束而进行密度调节。我们比较带有和没有传输线上驱动电压的梁的能量分布函数,以发现应用调制器和减速器RF时,分布函数向较低的能量侧移动。当减速器RF相对于调制器RF的相位相对于PI改变了调制器RF时,高能组件就会增加。这些结果表明,根据TWDEC概念计划的行动波可以减速离子光束。梁减速的效率为14%,这与模拟结果一致。
项目成果
期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M.Ishikawa: "Simulation of Direct Energy Converters for a D-3He FRC Fusion Reactor" Pro.Int'l Workshop on Pysics of High-Beta Fusion Plasma. (To be published). (1998)
M.Ishikawa:“D-3He FRC 聚变反应堆的直接能量转换器的模拟”Pro.Intl 高 Beta 聚变等离子体物理研讨会。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M.Ishikawa: "Simulation of Direct Energy Converter for D-3He FRC Fusion Reactor" Workshop on Physics of High-Beta Fusion Plasmas(Seattle). (1998)
M.Ishikawa:“D-3He FRC 聚变反应堆直接能量转换器的模拟”高β聚变等离子体物理研讨会(西雅图)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M.Ishikawa: "Numerical Study of Direct Energy Converters for a Deuterium-Helium FRC Fsion Reactor" International Atomic Energy Agency Technical Committee Meeting on Innovative Approaches to Fusion Energy(Pleasanton). (1997)
M.Ishikawa:“氘-氦 FRC 聚变反应堆直接能量转换器的数值研究”国际原子能机构技术委员会聚变能创新方法会议(普莱森顿)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Y.Yasaka: "Experimental Simulation of Traveling Wave Direct Energy Converter" Workshop on Physics of High-Beta Plasmas (Seattle). (1998)
Y.Yasaka:“行波直接能量转换器的实验模拟”高β等离子体物理研讨会(西雅图)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Y.Yasaka: "Simulation Experiment on Traveling-Wave Direct Energy Converter" Fusion Technol.33.5(To be published). (1998)
Y.Yasaka:“行波直接能量转换器的模拟实验”Fusion Technol.33.5(待出版)。
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