摘要：在磁约束聚变等离子体装置中,面对等离子体的第一壁将直接影响高温等离子体性能及第一壁寿命,具有表面自我修复的、能有效抑制边界粒子再循环的液态金属锂第一壁越来越被重视,其中液态锂第一壁与等离子体相互作用的研究尤其重要.本文研究了HT-7装置液态锂限制器实验中锂的表面腐蚀及在装置内沉积特性、及其对等离子体性能影响.实验表明,当锂与等离子体相互作用较弱时,锂以微弱的蒸发及溅射形式从表面腐蚀并进入等离子体,表现为锂的线辐射有所增强,等离子体内杂质水平降低,氢再循环降低,有利于等离子体约束性能提高;当锂与等离子体间的相互作用比较强时,锂主要以锂滴形式直接进入等离子体,引起锂的辐射爆发,最终引发等离子体放电破裂.通过对锂斑及样品的分析发现,锂主要沉积在限制器周围,并且在低场侧及沿着等离子体电流方向沉积居多,表现为极向和环向分布不均匀,这也导致边界粒子再循环分布的不均匀.这些实验为研究液态锂第一壁与等离子体相互作用,分析液态锂第一壁在托卡马克装置上应用具有重要参考意义.

关键词：液态锂 第一壁 腐蚀 

单位：湖南大学物理与微电子科学学院应用物理系 长沙410082 中国科学院等离子体物理研究所 合肥230031