HL-2M裝置中性束離子源束光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)改造的任務(wù)書

HL-2M裝置中性束離子源束光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)改造的任務(wù)書任務(wù)書一、任務(wù)目標(biāo)HL-2M裝置中性束離子源束光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)改造。二、任務(wù)背景中性束離子源（NBI）是等離子體物理研究中不可或缺的手段，是將離子束注入等離子體的關(guān)鍵儀器之一。NBI源的主要功能是將氣體中的中性分子離化并加速成離子束，然后將它們引導(dǎo)到等離子體中的目標(biāo)區(qū)域。在離子束注入等離子體的過程中，NBI的束光學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)束的輸運(yùn)效率和注入?yún)^(qū)域的均勻性都有很重要的影響。因此，對(duì)NBI的束光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。HL-2M國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是中國(guó)科技部支持的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，其主要研究方向是核聚變物理及相關(guān)技術(shù)的研究。NBI是HL-2M裝置的重要組成部分，其束光學(xué)性能對(duì)HL-2M裝置的運(yùn)行性能和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的影響。因此，NBI的束光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的改造對(duì)于HL-2M裝置的研究具有重要的意義。三、任務(wù)要求1.針對(duì)HL-2M裝置的NBI源設(shè)計(jì)和束光學(xué)性能進(jìn)行研究，進(jìn)行仿真分析、理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出優(yōu)化方案。2.對(duì)HL-2M裝置的NBI源進(jìn)行改造，提高其束光學(xué)性能和穩(wěn)定性。3.開發(fā)數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)NBI源的束光學(xué)性能進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和評(píng)估。四、任務(wù)內(nèi)容1.NBI源束光學(xué)設(shè)計(jì)和研究(1)對(duì)HL-2M裝置的NBI源的現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，得出模擬電子束模型的準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)精度。(2)借助先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件和數(shù)值模擬方法，對(duì)NBI源進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，并分析其輸運(yùn)效率和注入?yún)^(qū)域的均勻性。(3)對(duì)NBI源的設(shè)計(jì)進(jìn)行理論分析，基于束光學(xué)原理，對(duì)其性能進(jìn)行理論評(píng)估，提出相應(yīng)的優(yōu)化建議。(4)基于光學(xué)設(shè)計(jì)和理論分析，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證仿真結(jié)果和理論模型的正確性，并得出最優(yōu)方案。2.NBI源的改造(1)重新設(shè)計(jì)NBI源的一些關(guān)鍵部件，優(yōu)化設(shè)計(jì)并進(jìn)行模擬、理論驗(yàn)證。(2)替換NBI源中一些老舊或低效的部件，提高其性能和穩(wěn)定性，保證其正常運(yùn)行。(3)對(duì)NBI源管道進(jìn)行優(yōu)化，以提高注入氣體和離子束的質(zhì)量。(4)對(duì)NBI源進(jìn)行調(diào)試，并進(jìn)行可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建和測(cè)試(1)搭建數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)NBI源光束的穩(wěn)定控制和精確測(cè)量。(2)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)改造后的NBI源進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和評(píng)估，獲得其光學(xué)性能數(shù)據(jù)，并與理論預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。(3)基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整NBI源的設(shè)計(jì)和控制參數(shù)，優(yōu)化其光學(xué)性能，使其能夠滿足HL-2M裝置的實(shí)驗(yàn)需求。五、任務(wù)時(shí)間本任務(wù)的時(shí)間安排為兩年，分為三個(gè)階段：第一階段（6個(gè)月）：對(duì)HL-2M裝置現(xiàn)有的NBI源進(jìn)行建模和仿真分析，理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出優(yōu)化方案。第二階段（6個(gè)月）：對(duì)NBI源進(jìn)行改造，提高其束光學(xué)性能和穩(wěn)定性。第三階段（12個(gè)月）：搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)NBI源的束光學(xué)性能進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和評(píng)估。六、任務(wù)預(yù)算本任務(wù)的預(yù)算為100萬(wàn)元，具體安排如下：人員費(fèi)用：60萬(wàn)元設(shè)備費(fèi)：20萬(wàn)元材料費(fèi)：15萬(wàn)元差旅費(fèi)：5萬(wàn)元備注：人