[发明专利]一种大尺度均匀等离子体环境模拟系统及其模拟方法

权利要求书

1.一种大尺度均匀等离子体环境模拟方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)将大尺度均匀等离子体环境模拟系统沿地磁场水平投影方向放置；

(2)向实验舱水平亥姆霍兹载流线圈和实验舱垂直亥姆霍兹载流线圈施加电流，当实验舱内中心局域φ500mm×2000mm尺度范围内剩余磁场强度小于500nT，不均匀性小于10％时，获取实验舱消磁相应的电流参数后，停止施加电流；其中，剩余磁场强度和不均匀性通过磁场测量装置测试得到；

(3)开启真空抽气装置，抽真空，使实验舱内本底真空度均优于5×10^-5Pa量级；

(4)开启等离子体源，调节实验舱内等离子体参数为：离子密度n_e的范围为5×10⁹～5×10¹²ele./m³，离子温度T_e的范围为500～5000K，静态离子温度T_i的范围为500～5000K，漂移态氩离子能量kT_i为12eV，其中k为波尔兹曼常量；其中，等离子体参数通过等离子体诊断装置测试得到；

(5)根据步骤(2)获取的电流参数，向亥姆霍兹载流线圈施加电流；

(6)维持电流参数和等离子体参数不变，完成对大尺度均匀等离子体环境的模拟；

其中，所述大尺度均匀等离子体环境模拟系统包括：等离子体源(1)、等离子体输出端板(2)、源舱(3)、实验舱(4)、实验舱水平亥姆霍兹载流线圈(5)和实验舱垂直亥姆霍兹载流线圈(6)、源舱水平亥姆霍兹载流线圈(7)和源舱垂直亥姆霍兹载流线圈(8)；其中，等离子体源(1)和源舱(3)分别等轴连接在等离子体输出端板(2)的两端，实验舱(4)与源舱(3)等轴连接，实验舱水平亥姆霍兹载流线圈(5)的中心与实验舱(4)的中心在同一竖直方向上，实验舱垂直亥姆霍兹载流线圈(6)的中心在实验舱(4)的轴线上；实验舱水平亥姆霍兹载流线圈(5)的个数为2个，实验舱垂直亥姆霍兹载流线圈(6)的个数至少为4个，实验舱(4)内设有真空抽气装置、等离子体诊断装置和磁场测量装置；源舱水平亥姆霍兹载流线圈(7)的中心与源舱(3)的中心在同一竖直方向上，源舱垂直亥姆霍兹载流线圈(8)的中心在源舱(3)的轴线上；源舱水平亥姆霍兹载流线圈(7)的个数为2个，源舱垂直亥姆霍兹载流线圈(8)个数至少为2个；源舱(3)内设有真空抽气装置、等离子体诊断装置和磁场测量装置。