Investigation on Energy Discrimination in a Direct Energy Converter for Deuterium-Helium-3 Fusion
氘-氦-3 聚变直接能量转换器的能量辨别研究
基本信息
- 批准号:11680498
- 负责人:
- 金额:$ 0.58万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1999
- 资助国家:日本
- 起止时间:1999 至 2000
- 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 charge separation and energy discrimination in a cusp-type direct energy converter (CUSPDEC), which was proposed as an efficient energy converter from thermal ions poduced by D-^3He fueled fusion reactor directly into electricity. In the CUSPDEC, electrons are separated from the incident plasma stream at the first cusp and the thermal ions are deflected at the second cusp to an energy converter with fusion protons not being affected by the two cusps.We have constructed a basic experimental device for testing the charge separation of electrons from ions and the energy discrimination of thermal and fusion ions. The low enrgy plasma beam is injected to a single cusp and the charge collectors at the line cusp and the point cusp exit monitor the charge flow. When the magnetic field is adjusted to form the cusp, the current to the point cusp becomes positive and that to the line cusp becomes negative showing the separation of electrons and ions. The separation ratio increases with the increased magnetic curvature at the cusp point. A numerical simulation is performed, in which the trajectory of electrons and ions are obtained in the two-dimensional cusp magnetic field. It is found that the charge separation can be obtained under the condition that the incident radius and pitch angle are within a certain value. This result is consistent with the experimental result.The experimental device is equipped with an ion source with variable energy to prove the energy discrimination by the cusp field. The ion current to the point cusp becomes larger than to the line cusp for higher ion energy, showing the proof-of-principle of the energy discrimination.
我们在尖点型直接能量转换器 (CUSPDEC) 中进行了电荷分离和能量区分的原理验证实验,该实验被提议作为一种有效的能量转换器,将 D-^3He 燃料聚变反应堆产生的热离子直接转化为能量电。在 CUSPDEC 中,电子在第一个尖点处与入射等离子体流分离,热离子在第二个尖点处偏转到能量转换器,聚变质子不受两个尖点的影响。我们构建了一个用于测试的基本实验装置电子与离子的电荷分离以及热离子和聚变离子的能量辨别。低能等离子束被注入单个尖点,线尖点和点尖点出口处的电荷收集器监测电荷流。当调整磁场形成尖点时,点尖点的电流变为正,线尖点的电流变为负,显示电子和离子的分离。分离比随着尖点处磁曲率的增加而增加。进行数值模拟,获得电子和离子在二维尖点磁场中的轨迹。发现在入射半径和俯仰角在一定值范围内的情况下可以实现电荷分离。这一结果与实验结果一致。实验装置配备了可变能量的离子源,证明了尖点场的能量辨别能力。对于更高的离子能量,流向尖点的离子电流变得大于流向线尖点的离子电流,这显示了能量辨别的原理验证。
项目成果
期刊论文数量(5)
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: "Numerical Analysis of Experimental Device of Cusp Type Direct Energy Converter"Trans.Fusion Technol.. 39. 199-202 (2001)
M.Ishikawa:“尖点型直接能量转换器实验装置的数值分析”Trans.Fusion Technol.. 39. 199-202 (2001)
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- 通讯作者:
M.Ishikawa: "Numerical Analysis of Experimental Device of Cusp Type Direct Energy Converter"Trans.Fusion Technol.. 39・1T. 199-202 (2001)
M.Ishikawa:“尖端型直接能量转换器实验装置的数值分析”Trans.Fusion Technol. 39・1T(2001)
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Y.Yasaka: "Stabilization of Flute Mode by a Magnetic Divertor in the HIEI Tandem Mirror"Trans.Fusion Technol.. 39. 350-353 (2001)
Y.Yasaka:“通过 HIEI 串联镜中的磁偏转器稳定笛子模式”Trans.Fusion Technol.. 39. 350-353 (2001)
- DOI:
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- 作者:
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Y.Yasaka: "Stabilization of Flute Mode by a Magnetic Divertor in the HIEI Tandem Mirror"Trans.Fusion Technol.. 39・1T. 350-353 (2001)
Y.Yasaka:“通过 HIEI 串联镜中的磁偏转器稳定笛子模式”Trans.Fusion Technol.. 39・1T(2001)。
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