文档介绍：-托卡马克加热(NBI)
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（下图：用于ASDEX-U的正离子源的内部结构，采用RF感性耦合，图中澡盆状部件为法拉第屏蔽，铁箍状部件为射频线圈）
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&中性束加热中的一些问题
中性束原子的选用
在开始放电的初始建立阶段，等离子体温度不高，不能产生核反应，可以用H原子中性束加热。
在点火、燃烧阶段，可以采用D中性束。
中性束注入位置、方向
中性束注入位置：
在托卡马克的赤道面注入，通过最长，密度最大的区域。
注入方向：平行于环向，垂直于环向。
ª垂直注入
优点：窗口设计简单；
缺点：加热后离子的垂直磁场能量大，容易进入香蕉（俘获）轨道。
在纹波度大的环向磁场中，俘获快离子引起纹波扩散，碰撞溅射托卡马克壁，造成杂质污染。
ª平行注入：
缺点：窗口设计较复杂占用空间大；
优点：电离距离长，产生穿行离子。
注入方向可以平行、反平行托卡马克电流方向。
NB具有动量，单向平行注入会产生等离子体沿大环方向旋转，可以采用对称双向注入。
实验发现等离子体环向旋转可以触发L-H约束模式转变（有益！），所以一般采用单向平行注入。
中性束与托卡马克plasma的作用过程：电离、高能离子慢化
中性束的电离有几个过程：与电子、离子碰撞电离，电荷交换。
在低能区：
电荷交换占主导（A＋(高能)＋Bà A（高能）＋B＋），中性粒子能量转化为带电粒子能量；
在高能区：
高能中性原子与电子的碰撞电离（在高能区主要为多级电离）占主导。
当中性粒子被电离后，高能离子被约束在香蕉、通行轨道上。
如果高能离子的约束时间长，将通过与其他粒子碰撞传递能量，自身速度降低（碰撞慢化，slow down）。
托卡马克的芯部加热
中性加热要求其能量沉积在托卡马克芯部，对于大托卡马克（如ITER），要求中性束到达芯部，需要提高中性束能量àà相应要求提高离子源D离子能量，在ITER上，-。
增加D离子能量出现的问题
（相应地，）时，如果仍然采用正离子中性化方法，中性化效率下降（参见下图）。
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（上图：离子中性化率随离子能量（Kev）的变化）
说明1：正离子源中有多种离子成分，原子离子、分子离子
说明2：正离子的中性化率不是100%，而且中性化率不随中性化室长度增加而单调提高，有最佳长度，和最大中性化率。
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解决方法：
采用负离子＋中性化方法。
ª负离子的产生方法/途径（两种，结合下面两图说明）：
【负离子有两种产生方式】：
（1）在体相产生负离子：在相对高的高能电子作用下，产生高振动能态的分子，高振动能态的分子在分解时俘获低能电子(dissociative attachment）。
该方式的产生效率高。
体相产生负离子的要求：需要磁场隔离or磁过滤（magnetic filter）高能电子、低能电子区（参考上图中结构，下图中的结果。）
（上图：负离子源中电子温度的轴向分布）
（2）在表面产生负离子：原子从涂敷铯壁上碰撞弹开时，产生负离子。为了获得高速率负离子产率，需要提高原子密度、能量，负离子的原始能量较高。
ª负离子源的重点问题：
――负离子的高效率产生；
――负离子的加速（电子需要控制，采用横向磁场阻挡电子，仅引出负离子）。
ª负离子中性化方法：
不同于正离子电荷交换方法；
具体方法为：
负离子和热分子气体作用，将负离子的电子剥离，剥离效率高达60%。
采用高电离率的plasma替代热分子气体，效率可以进一步提高到80%。
ITER上的基于负离子源的中性束指标
D0 ， 1 MeV， a current of 40A， 50MW， three units.
（日本JT-60U的负离子源最好，拿到N-NBI的发包）。
2003已实现指标：功率－－，中性束能量――，时间――10s
计划指标：功率－－10MW，中性束能量――，时间――10s
（日本研究人员正在装配负离子源）
正、负离子源的中性束加热技术比较
F正离子比负离子容易产生，低能NBI均使用基于正离子源的