为了给HL-2M装置建设一条5MW中性束加热束线,开展了中性束加热用热阴极弧放电离子源放电室的研制.这条中性束束线包含4套80 kV/45 A/5 s离子源,放电室的设计指标为850 A/5 s.首先采用CST软件中的电磁工作室对特定几何结构的放电室会切磁场进行了模拟计算,得到了会切磁场分布,验证了会切磁场布局的合理性.针对放电室加工工艺和实验过程中局部拉弧等问题,对放电室结构进行了不断改进.放电室侧壁由40列会切磁体改为7圈环形磁体,阴极灯丝结构从灯丝板结构最终改为陶瓷可伐结构,并且在放电室和加速器之间增加了陶瓷屏蔽.在阴极板结构放电室和阴极陶瓷可伐结构放电室内都获得了正常的弧放电.最终定型的放电室采用周边7圈环形会切磁体和陶瓷可伐结构.在定型的放电室内达到了5 MW中性束束线离子源弧放电的指标.弧放电时间接近5 s,最大弧放电电流达到1000 A.
HL-2M装置 中性束加热 离子源 弧放电室