1、隨著磁約束核聚變、等離子體材料加工、空間推進器等前沿科技的迅猛發(fā)展,磁化射頻等離子體以其優(yōu)異的性能正越來越受人們的關注。
　　在磁約束核聚變研究中,壁清洗技術已被廣泛應用于托卡馬克裝置中,用以降低裝置的本底雜質(zhì)水平,改善器壁的再循環(huán)。一些基于低溫等離子體的清洗技術亦投入到實際應用中,并被證明具有良好的清洗效果。這些等離子體清洗技術包括直流輝光放電(GDC),以及電子回旋共振(ECR)和離子回旋共振(ICR)這類基于磁化射頻技術的等

2、離子體。與傳統(tǒng)的ECR和ICR相比,螺旋波等離子體(HWP)具有更高的清洗效率和更廣的運行范圍。由于不能在EAST超導托卡馬克裝置上進行長時間螺旋波放電清洗實驗研究,且對于EAST裝置,等離子體實驗參數(shù)很難控制,所以我們在實驗室自行搭建了一個新型HWP放電裝置。
　　在科技部國家磁約束核聚變項目的支持下,在2012年5月到2014年03月期間,在蘇州大學完成了HWP裝置的搭建和調(diào)試,實現(xiàn)了預期的目標。在吳雪梅教授的指導下,金成剛博

3、士及兩名蘇州大學的學生參與完成了這項工作。這項工作為研究等離子體放電特性以及等離子體與材料相互作用過程提供了實驗平臺。為了完善實驗裝置,調(diào)研了大量HWP實驗資料,目標是要找到一種成熟靈活的研究方法優(yōu)化實驗設備和系統(tǒng)參數(shù),通過理論和實驗相結合,最終實現(xiàn)了穩(wěn)定高效的HWP放電并驗證HWP較高的壁清洗效率。
　　首先完成了真空系統(tǒng)的搭建,利用13.56 MHz射頻功率系統(tǒng),實現(xiàn)了ICP模式放電。為了獲得HWP放電模式,設計,委托加工及自

4、行組裝了強磁場直流線圈以及線圈水冷系統(tǒng),同時使用不同結構、不同材料的射頻天線進行放電研究。為了獲得最小的反射功率,重新設計了射頻功率傳輸系統(tǒng)和匹配網(wǎng)路。利用自行研制的內(nèi)置螺旋波天線,成功抑制了寄生CCP放電并于2013年9月成功獲得穩(wěn)定的HWP模式放電。利用朗繆爾探針和光發(fā)射光譜對ICP及HWP模式下的等離子體進行診斷研究,獲得了一些初步數(shù)據(jù)結果。最后,利用此HWP系統(tǒng)對托卡馬克石墨壁材料進行清洗實驗研究。
　　主要的工作成果是成