170GHz兆瓦级回旋管横向磁场扫描线圈组设计

摘要

170 GHz兆瓦级回旋管是热核聚变等离子体加热用电子回旋谐振系统最重要的功率源。在获得兆瓦级连续波输出功率的同时,收集极功率密度过大成为限制整管平均功率和脉宽进一步提升的主要问题。因此,设计了具备周期性变化的横向磁场扫描线圈组。通过仿真分析收集极内的电子注分布可知,采用该线圈组可以有效降低功率密度,从而保证整管稳定工作。同时,对不同电流相位的线圈组的性能进行对比分析,优化后的横向磁场扫描线圈组可使收集极平均功率密度由4.7 kW/cm^2下降到0.29 kW/cm^2,将被应用到未来170 GHz兆瓦级回旋管的热测中。