基于SH-PermEBIT钨光谱探测研究

【摘要】能源的巨大需求以及日益严重的环境问题迫切需要人们寻找一种清洁、高效的能源供给方式,而磁约束可控核聚变被认为是解决这一需求的新途径,托卡马克是磁约束可控核聚变研究的主要实验装置,钨则由于其极其稳定的特性而成为托卡马克第一壁材料较为理想的选择,因而对钨的相关实验研究近年来备受关注。电子束离子阱(electronbeamiontrap,EBIT)具有电子束能量单一且连续可调的特性,能够产生和约束特定电荷态的离子,是对托卡马克边界等离子中原子与分子过程进行分解研究的强有力工具；然而对于托卡马克边界区域尤其是刮削层中,等离子温度较低,要对其进行分解研究,需要研制和调试低能EBIT装置来产生和约束相应的中低电荷态离子并对其进行光谱学研究,本论文的主要工作即是基于此开展的,主要包括以下三个部分：一、参与调试低能SH-PermEBIT(Shanghaipermanentmagnetelectronbeamiontrap)。通过对SH-PermEBIT的实验和调试,使其顺利达到了设计的250eV的低能运行条件；通过进一步的实验调试,成功将SH-PermEBIT运行能量下限拓展到了60eV的国际领先水平,并通过注入Ar元素获得了各个运行能量段下的相应光谱。二、调试基于SH-PermEBIT的光谱学研究平台。实验调试了覆盖从软X射线到可见光波段(5-8000A)的光谱学实验研究平台,为中低电荷态离子的光谱学实验研究提供了有力保障。三、对中低电荷态钨离子光谱进行实验研究。在实验上首次探测到了类银钨离子的2F7/2→2F5/2的M1跃迁谱线,并根据MCDF方法计算结果,进一步通过实验首次获得了类镉钨离子以及类铟钨离子的部分M1跃迁谱线,实验和理论在一定误差范围内符合的很好,这些实验研究填补了W25+～W27+离子光谱数据的空白,也为进一步更低电荷态钨离子的实验和理论研究打下了很好的基础,对托卡马克边界等离子体与壁材料相互作用过程研究具有重要意义。
【作者】费泽杰；
【导师】RogerHutton；
【作者基本信息】复旦大学，原子与分子物理，2013，博士
【关键词】电子束离子阱(EBIT)；等离子体分解研究；光谱学研究平台；钨光谱研究；

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