一种利用粉末反馈注入控制等离子体边界燃料粒子返流的方法

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1.一种利用粉末反馈注入控制等离子体边界燃料粒子返流的方法，其特征在于，粉末反馈注入控制等离子体边界燃料粒子返流的系统包括聚变装置(1)、等离子体(3)、可见光谱诊断系统(5)、等离子体控制系统(6)、器壁(8)、波幅映射转换器(7)和锂粉注入系统(2)；所述聚变装置(1)为磁约束聚变反应装置，所述的等离子体(3)在聚变装置(1)内进行产生及维持； Da线辐射(4)为氘原子从激发态跃迁时发出的辐射，用于表征等离子体(3)边界燃料粒子水平；所述可见光谱诊断系统(5)在聚变装置(1)水平窗口的上部和下部安装反射镜用以探测为上、下偏滤器区域和部分内壁的Da线辐射(4)强度；所述等离子体控制系统(6)在获取等离子体(3)参数诊断信息的基础上，运行控制算法实现对等离子体(3)的反馈控制；所述器壁(8)是聚变装置(1)内面向等离子体(3)的腔室壁，所述波幅映射转换器(7)用于将等离子体控制系统(6)输出信号转换为幅值为对应电压值大小、特定频率的正弦波信号；所述锂粉注入系统(2)布置在聚变装置(1)顶部位置，接受到波幅映射转换器(7)输出信号后向聚变装置中注入锂粉；锂粉注入系统(2)依次连接波幅映射转换器(7)、等离子体控制系统(6)和可见光谱诊断系统(5)，利用粉末注入控制边界燃料粒子返流，在等离子体放电过程中根据实时再循环水平，自动调整粉末注入流量，实现燃料再循环的实时控制；所述方法包括以下步骤：步骤1：放电开始前，先在等离子体控制系统(6)中设置控制算法执行开始时间、结束时间；在放电过程中，利用可见光谱诊断系统测量实时Da值，Da值大小反映了等离子体(3)与器壁(8)相互作用过程中燃料再循环水平高低；步骤2：在等离子体控制系统中使用低通滤波器对测量的Da值进行滤波处理，同时设定目标Da值的大小，当实际Da值大于设定的目标Da值时，根据PID算法公式，计算输出控制电压信号，差值越大，输出电压值越大；输出电压值的大小最终决定锂粉注入流量的大小；当实际Da值小于等于设定的目标Da值时，输出电压值大小为0；其中，所述等离子体控制系统为能够在获取等离子体参数诊断信息的基础上，运行控制算法实现等离子体参数的控制系统，所述PID算法公式为, 其中，/>表示设定的目标值Da，/>表示t时刻Da的值；分别为比例、积分、差值参数，/>为输出的电压值；步骤3：利用波幅映射转换器转换等离子体控制系统输入的电压信号为正弦波信号，并输出至锂粉注入系统；步骤4：锂粉注入系统接收电压信号，向聚变装置中注入锂粉；通过注入的锂粉吸附等离子体和器壁发生相互作用产生的燃料粒子，从而减少燃料粒子的返流，同时Da线辐射强度也会减小；循环以上步骤，直至放电结束。