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EAST新型四电极ICRF加热天线设计与研究的开题报告

开题报告：EAST新型四电极ICRF加热天线设计与研究

一、研究背景

国际热核聚变实验堆（ITER）计划使用射频加热作为主要的加热方式之一，同时，实验堆的设计也需要进行电磁干扰的预防和控制。因此，利用射频功率来实现计划的加热和控制要求成为了研究重点。在ITER计划中，电离层加热（ICRH）天线系统将为实验提供加热和诊断功能。ICRH技术的发展，将有助于提高等离子体制备程序以及等离子体放电的保持能力。而在东方超导托卡马克（EAST）实验中，ICRF加热系统则采用常规的例如二电极、三边、四边的天线结构产生电磁波照射等离子体。在实际应用过程中，ICRF加热天线系统的工作稳定性和耐受性是实现精度控制和高效放电的关键因素。本文将探索新型四电极ICRF加热天线的设计与研究，以加强既有ICRF天线系统的功能性和可持续性。

二、研究目的

新型四电极ICRF加热天线在设计时需要满足以下要求：具有更高的功率输出、高的工作效率、更强的电子加热效果、更佳的电磁环境兼容性和更好的可持续性。其中，研究重点在于提高新型ICRF加热天线的功率输出，减少其工作温度，提高天线对不同等离子体模式的适应性。通过构建数值模型，仿真实验，理论分析和实验观测等方法，对新型ICRF天线系统的工作性能进行探究和改进。

三、研究手段

1、设计一种新型四电极ICRF加热天线结构；

2、使用COMSOLMultiphysics等软件对新型ICRF天线系统进行建模和数值仿真实验；

3、通过电磁场计算、理论分析和实验观测，对新型ICRF天线系统的工作性能进行评估和改进；

4、使用高功率射频测试台等实验设备对新型ICRF天线系统进行实验验证。

四、预期成果

1、设计一种新型四电极ICRF加热天线，并进行理论分析和数值仿真实验；

2、研究新型ICRF加热天线系统的性能和特性，包括功率输出、工作效率、电磁环境兼容性、抗干扰性、可持续性等问题；

3、提出改进新型ICRF加热天线系统的方案，如减少工作温度、优化天线结构、提高天线对不同等离子体模式的适应性等；

4、通过实验测试验证新型ICRF加热天线系统的改进效果。