场反位形装置拆解及成本构成研究报告（20页）

行业报告下载 2025年07月27日 08:42 管理员

场反位形的概念最早在1956年随着阿斯特朗（Astron）装置概念一同被提出，它是一种轴向对称的紧凑环型磁场位形，而且其中心无线圈通过。科学家基于对磁场与等离子相互作用等理论的研究，设想出利用等离子体自身产生的磁场与外部磁场相互作用，形成一种封闭环形结构以约束等离子的方式（一个足够密度的高能电子层可能会反转磁场）,值得注意的是，场反位形装置只有极向场，没有外加环向场磁体系统。外部沿轴向排列的θ-pinch（角向箍缩）线圈产生的磁场和圆环等离子体产生的磁场共同组合成了场反位形磁场，场反位形内部的磁面由一簇簇嵌套的轴向磁力线构成，而其外部的磁力线则是开放的，这种磁场位形可以将等离子体约束成一个轴向对称的圆环。此外，开放磁力线区域相当于偏滤器，在此区域可进行排灰和能量输出，有利于提高FRC的稳定性。在场反位形磁场中等离子体外部的开放磁力线与内部的闭合磁面有着明显的边界面，这个边界面被称为分界面（Separatrix）。分界面内包含着一圈圈闭合磁面，在最内层的磁面被称为磁零点（ O-point ）或磁轴（Magnetic axis），在磁零点处磁场强度为零。在磁约束等离子体中有一个重要概念叫做比压β，它是等离子体压强与外部磁压强的比值，可以用式β=P/(Be2/2μ0)来表示，β值表示了外部磁场对等离子体的约束效率和磁能转换为等离子体内能的效率。场反位形的高β值可以确保整个系统的能量利用效率更高，有利于实现更高的等离子体参数。