EAST在不同加熱模式下的輻射響應(yīng)研究

周夢(mèng)潔 胡立群 鐘國(guó)強(qiáng) 黃良勝 李 凱 周瑞杰 洪 兵肖 敏 張瑞雪

1（中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所 合肥 230031）

2（中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 合肥 230026）

聚變能是一種安全、清潔，取之不盡用之不竭的新能源，其開(kāi)發(fā)利用研究對(duì)于解決人類(lèi)未來(lái)能源危機(jī)具有重要意義。通過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的探索研究，磁約束核聚變被認(rèn)為最具有商業(yè)應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)的東方超環(huán)（Experimental Advanced Superconducting Tokamak，EAST）是世界首臺(tái)建成并投入運(yùn)行的全超導(dǎo)偏濾器位形托卡馬克磁約束聚變實(shí)驗(yàn)裝置，建有大功率射頻波、中性束注入輔助加熱系統(tǒng)，70余項(xiàng)先進(jìn)的等離子體診斷系統(tǒng)［1］和完善的在線輻射劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。運(yùn)行初期，EAST進(jìn)行了少量的氫、氦等離子體測(cè)試實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)階段主要開(kāi)展氘等離子體聚變實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)兆瓦級(jí)的大功率輔助加熱提高等離子體溫度，促使氘核燃料發(fā)生如式（1）、式（2）的氘氘聚變反應(yīng)，并釋放大量的快中子。

EAST作為Ⅰ類(lèi)射線裝置，在開(kāi)展氘等離子體實(shí)驗(yàn)時(shí)除了產(chǎn)生聚變中子外，還存在X、γ射線。其中高溫等離子體中本底熱電子發(fā)生薄靶軔致輻射以及雜質(zhì)離子發(fā)生線輻射產(chǎn)生的大量低能X射線（keⅤ量級(jí)），受裝置內(nèi)、外不銹鋼真空室壁的遮擋屏蔽，不會(huì)對(duì)外圍輻射環(huán)境產(chǎn)生影響。當(dāng)?shù)入x子體中的電子受到的電場(chǎng)力大于碰撞阻尼力而被持續(xù)加速后成為高能逃逸電子，這部分高能逃逸電子轟擊裝置器壁或孔欄，發(fā)生厚靶軔致輻射產(chǎn)生的高能硬X射線（MeⅤ量級(jí)），則較易穿透裝置器壁，對(duì)外部輻射劑量產(chǎn)生貢獻(xiàn)。此外，高能逃逸電子或高能硬X射線還會(huì)與裝置第一壁、雜質(zhì)等材料發(fā)生核相互作用，當(dāng)能量超過(guò)反應(yīng)閾值時(shí)，光中子產(chǎn)生。高能γ射線則主要來(lái)自下列三條途徑：輔助加熱產(chǎn)生的高能離子與雜質(zhì)發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生γ射線；中子輸運(yùn)過(guò)程中與周?chē)牧习l(fā)生非彈性散射以及捕獲反應(yīng)產(chǎn)生γ射線；裝置主機(jī)、周邊設(shè)備及大廳的結(jié)構(gòu)材料發(fā)生中子活化反應(yīng)產(chǎn)生放射性同位素，其衰變過(guò)程中產(chǎn)生γ射線。EAST裝置氘運(yùn)行時(shí)中子產(chǎn)額最高可達(dá)1.0×1015n·s-1（設(shè)計(jì)值），對(duì)周?chē)椛鋭┝克降母叩推鹬鲗?dǎo)作用。DD聚變中子（2.45 MeⅤ）的產(chǎn)額正比于聚變核反應(yīng)率，其與燃料離子的溫度（Ti）、密度（ni）、快離子速度分布（?f）、能量及粒子約束時(shí)間（τe、τp）等參數(shù)密切相關(guān)。為提高這些與聚變核反應(yīng)直接相關(guān)的等離子體參數(shù)，如今大、中型磁約束聚變裝置均會(huì)開(kāi)展大量的高功率加熱實(shí)驗(yàn)研究。近年來(lái)，EAST裝置通過(guò)不斷的升級(jí)改造，已建成源功率總計(jì)達(dá)30 MW的射頻波與中性束注入輔助加熱系統(tǒng)，并開(kāi)展了各種加熱模式的等離子體實(shí)驗(yàn)。本文展示了各種加熱實(shí)驗(yàn)期間中子、γ（X）輻射強(qiáng)度演化的測(cè)量結(jié)果，并對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件下的輻射行為和劑量分布特征進(jìn)行了分析研究。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概況

1.1 EAST裝置及加熱系統(tǒng)

EAST聚變裝置由全超導(dǎo)托卡馬克主機(jī)以及電源、低溫、輔助加熱、計(jì)算機(jī)控制、診斷測(cè)量、數(shù)據(jù)采集等多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，其主要的工程參數(shù)如表1所示［1］。為實(shí)現(xiàn)高參數(shù)、高約束穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，需充足的外部輔助加熱手段。目前，EAST裝置已建成并投入了多套兆瓦量級(jí)的高功率輔助加熱系統(tǒng)。其中包括以電子加熱為主的電子回旋共振加熱（Electron Cyclotron Resonance Heating，ECRH）和低混雜波（Lower Hybrid Waves，LHW）加熱，以離子加熱為主的中性束注入（Neutral BeamⅠnjection，NBⅠ）加熱，既加熱離子又加熱電子的離子回旋射頻（Ⅰon Cyclotron Radio Frequency，ⅠCRF）加熱。根據(jù)等離子體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的需求，來(lái)選擇以上各種加熱模式及其組合。輔助加熱的性能直接影響等離子體的參數(shù)品質(zhì)，進(jìn)而對(duì)聚變核反應(yīng)率以及反應(yīng)產(chǎn)物中子產(chǎn)生作用。因此，EAST輔助加熱實(shí)驗(yàn)既是聚變等離子體物理研究的熱點(diǎn)，又是輻射劑量監(jiān)測(cè)研究的重點(diǎn)。

1.2 相關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

EAST裝置運(yùn)行期間產(chǎn)生的中子、γ（X）劑量主要依靠實(shí)時(shí)在線輻射劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和離線累積劑量計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。在線輻射劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由13個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括一臺(tái)BF3中子探測(cè)器和一臺(tái)高壓Ar氣電離室［2］。通過(guò)RS485接口和以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信組網(wǎng)，在裝置進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)期間24 h連續(xù)運(yùn)行，具備秒級(jí)（最高1 s）時(shí)間分辨能力。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置差異，在裝置主機(jī)廳內(nèi)的3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用高量程的區(qū)域輻射監(jiān)測(cè)探頭，降低聚變等離子體脈沖輻射測(cè)量的堆積概率。位于主機(jī)廳1.5 m厚屏蔽墻外的10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用高靈敏度的環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)探頭［3］，可對(duì)微量輻射進(jìn)行有效測(cè)量。此外，在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)還布置了光釋光和固體核徑跡劑量片，分別對(duì)γ（X）和中子劑量進(jìn)行累積測(cè)量［4］。其測(cè)量的結(jié)果，可與在線輻射劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得的累積劑量值進(jìn)行比對(duì)校驗(yàn)。為了便于開(kāi)展聚變輻射劑量與各種加熱模式的關(guān)聯(lián)性研究，主要選取主機(jī)大廳內(nèi)部2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。該監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離EAST主機(jī)外杜瓦11.3 m，固定于大廳西側(cè)內(nèi)墻上，離地面約2.2 m。采用的BF3中子探測(cè)器，通過(guò)設(shè)置一定的脈沖閾值，具備良好的γ（X）射線甄別能力，同時(shí)避免了目前多數(shù)劑量當(dāng)量率儀靈敏度偏低的缺點(diǎn)［5］。探頭經(jīng)過(guò)特別改進(jìn)設(shè)計(jì)，在BF3計(jì)數(shù)管外增加了熱中子吸收層，通過(guò)調(diào)節(jié)吸收層的開(kāi)孔數(shù)和面積來(lái)調(diào)整探測(cè)器的靈敏度，使其滿足NBⅠ加熱時(shí)強(qiáng)中子脈沖輻射劑量監(jiān)測(cè)的需求［2］。選擇的球形高壓Ar氣電離室探測(cè)器，不僅具有較高的靈敏度和良好的穩(wěn)定性，還通過(guò)采用脈沖電荷積分技術(shù)，使得輻射劑量測(cè)量上限極大提高。此外，EAST裝置上的中子、γ輻射探測(cè)器分別采用標(biāo)準(zhǔn)放射源Am-Be源及鐳源進(jìn)行刻度，檢定結(jié)果顯示儀器的總不確定度均小于15%，滿足輻射防護(hù)儀器校準(zhǔn)的要求。

表1 EAST裝置主要工程技術(shù)參數(shù)Table 1 Main engineering parameters of EAST device

EAST裝置運(yùn)行和輻射響應(yīng)研究還涉及多項(xiàng)診斷參數(shù)，主要包括等離子體電流（Ip）、環(huán)電壓（Pcvloop）、電子弦平均密度（Ne）、中子輻射強(qiáng)度（Neutron-235U）、高能硬X射線（X-ray NaⅠ）及γ射線強(qiáng)度等。其中，最基本的等離子體電流、環(huán)電壓和電子密度參數(shù)將用于放電運(yùn)行控制，而中子輻射強(qiáng)度、γ（X）射線強(qiáng)度（輻射強(qiáng)度均用計(jì)數(shù)率表示）等監(jiān)測(cè)結(jié)果用于評(píng)估等離子體參數(shù)品質(zhì)及輻射行為研究。中子注量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的計(jì)數(shù)率為235U裂變室探測(cè)器測(cè)量的體積分中子輻射強(qiáng)度，采用重離子加速器打氘靶產(chǎn)生的單能中子（2.4 MeⅤ）對(duì)探頭的效率進(jìn)行刻度，其絕對(duì)探測(cè)效率約為0.17%。高能硬X射線測(cè)量系統(tǒng)和γ射線測(cè)量系統(tǒng)是研究聚變等離子體中快電子、逃逸電子及快離子動(dòng)力學(xué)行為的重要手段。其中，高能硬X射線和γ射線分別采用NaⅠ（Tl）、LaBr3（Ce）閃爍體探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量。采用多種同位素放射源（137Cs、152Eu、238Pu-13C）產(chǎn)生的單能γ（X）射線（能量范圍0.344～6.13 MeⅤ）對(duì)NaⅠ、LaBr3探測(cè)器的能量響應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。兩種探測(cè)器在射線能量為0.2～8 MeⅤ時(shí)，均具有良好的能量線性。對(duì)于137Cs產(chǎn)生的γ射線，NaⅠ和LaBr3探測(cè)器的能量分辨率分別為10%、3.9%。

2 不同加熱模式下的輻射響應(yīng)分析

2.1 歐姆加熱

利用歐姆場(chǎng)加熱等離子體是托卡馬克裝置最基本的一種加熱方式，其對(duì)于磁約束聚變等離子體的建立具有重要作用［6］。因而首先對(duì)該加熱模式下的輻射劑量進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究。選取了典型的兩炮歐姆放電，其放電波形如圖1（a）所示。#77056、#77347炮的平均電子密度分別為1.5×1019m-3和1.99×1019m-3，等離子體電流均為 400 kA。圖 1（b）表示兩炮歐姆放電過(guò)程中，在線輻射劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的輻射劑量，其中：N為中子劑量當(dāng)量，G為γ劑量當(dāng)量，Total為總周?chē)鷦┝慨?dāng)量。兩炮（#77056、#77347）等離子體放電產(chǎn)生的中子劑量當(dāng)量分別為 0.4 μSv 和 0.3 μSv，γ劑量當(dāng)量分別為1.3 μSv和1.38 μSv，總周?chē)鷦┝慨?dāng)量分別為1.7 μSv和1.68 μSv。

上述監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示#77347炮的電子密度雖比#77056炮高33%，但#77347炮放電產(chǎn)生的總周?chē)鷦┝慨?dāng)量卻與#77056炮相當(dāng)。該結(jié)果可能是由于#77347炮電子密度大，電子逃逸閾能大（閾能Wc∝Ne/E，E為電場(chǎng)強(qiáng)度），逃逸現(xiàn)象得到一定程度的抑制［7］，光中子成分減少，而在歐姆放電中光中子所占中子總產(chǎn)額是主要的［8］，因而中子計(jì)數(shù)減少，通過(guò)中子誘導(dǎo)產(chǎn)生的γ射線計(jì)數(shù)也減少，且與圖1（a）中中子、γ（X）輻射強(qiáng)度的時(shí)間演化規(guī)律相吻合。故在純歐姆加熱模式下，逃逸電子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的硬X射線以及硬X射線發(fā)生光核反應(yīng)產(chǎn)生的光中子對(duì)總周?chē)鷦┝慨?dāng)量貢獻(xiàn)較大。

圖1 歐姆加熱時(shí)中子和γ(X)輻射強(qiáng)度的時(shí)間演化(a)及產(chǎn)生的輻射劑量(b)Fig.1 Temporal evolution of neutron and γ(X)radiation intensity(a)and radiation doses(b)under ohmic heating mode

2.2 低雜波加熱

低雜波驅(qū)動(dòng)是利用等離子體對(duì)輸入頻段的低混雜波進(jìn)行耦合吸收，進(jìn)而加熱等離子體［9］。在該加熱模式下主要研究LHW不同注入時(shí)刻對(duì)輻射劑量的影響。圖2表示等離子體電流為500 kA，平均電子密度為2×1019m-3時(shí)注入頻率為4.6 GHz的LHW的放電波形圖。在電流爬升階段，電子密度低，電子逃逸閾能低，產(chǎn)生初始逃逸電子，γ（X）射線計(jì)數(shù)增加；LHW注入等離子體后，環(huán)電壓迅速下降，電子逃逸閾能增大，逃逸現(xiàn)象得到明顯抑制，γ（X）射線計(jì)數(shù)逐漸減少且隨時(shí)間的變化趨勢(shì)相似；LHW穩(wěn)定注入期間，γ（X）射線計(jì)數(shù)非常低且波動(dòng)較小。#77470、#77481和#78915炮LHW注入等離子體對(duì)應(yīng)的時(shí)刻分別為1.98 s、3 s和1.49 s，注入前產(chǎn)生的γ射線計(jì)數(shù)占一炮總γ射線計(jì)數(shù)分別為68%、88%和43%。故LHW注入時(shí)刻對(duì)γ劑量影響較大。

圖2 LHW加熱時(shí)中子和γ(X)輻射強(qiáng)度的時(shí)間演化Fig.2 Temporal evolution of neutron and γ(X)radiation intensity under lower hybrid waves heating mode

圖3 統(tǒng)計(jì)了2018年EAST裝置夏季實(shí)驗(yàn)中，平均電子密度為2×1019m-3和3×1019m-3時(shí)，不同LHW注入時(shí)刻一炮等離子體放電在2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的中子、γ劑量當(dāng)量。其中：g為γ劑量當(dāng)量，n為中子劑量當(dāng)量，g+n為總周?chē)鷦┝慨?dāng)量。結(jié)果表明：LHW注入時(shí)刻不同對(duì)低電子密度放電下γ劑量當(dāng)量的影響比高電子密度大。區(qū)域1表示中子劑量當(dāng)量，每一炮放電結(jié)束后的中子劑量當(dāng)量都很低（低于0.1 μSv），幾乎不受LHW注入時(shí)刻不同的影響。因而在加熱期間，離子溫度變化不大，由聚變中子造成的劑量當(dāng)量的影響基本可忽略。區(qū)域2表示LHW注入時(shí)刻相同（均為3.04 s）、功率不同的兩炮。#77065、#77067炮的功率分別為3 051 kW和3207 kW，#77065炮放電產(chǎn)生的γ劑量當(dāng)量比#77067炮大，說(shuō)明增加LHW功率，提高了電流驅(qū)動(dòng)能力，降低了等離子體環(huán)電壓，從而有效抑制了逃逸現(xiàn)象的產(chǎn)生。故LHW加熱模式下產(chǎn)生的輻射劑量低于相同條件下的歐姆加熱。

圖3 LHW不同注入時(shí)刻對(duì)中子和γ劑量當(dāng)量的影響Fig.3 Effects of different injection times of lower hybrid waves on neutron and γ dose equivalent

2.3 中性束注入加熱

中性束注入加熱是利用高能中性粒子注入等離子體內(nèi)，與帶電粒子發(fā)生碰撞電離等過(guò)程，通過(guò)熱化加熱等離子體［10］。在僅有NBⅠ加熱模式下，EAST裝置放電過(guò)程釋放的中子主要來(lái)源于聚變中子，而光中子占很少部分，可忽略［11］。

選取了典型的三炮NBⅠ加熱放電，其放電波形如圖4（a）所示。其中，等離子體電流均為450 kA，#80981、#80982炮的平均電子密度為2.49×1019m-3，#80983炮的平均電子密度為2.63×1019m-3。三炮（#80981、#80982、#80983）等離子體放電在1.1 s時(shí)開(kāi)始注入中性束，對(duì)應(yīng)的實(shí)際功率分別為1 260 kW、1 245 kW和1 301 kW，此時(shí)中子、γ（X）射線計(jì)數(shù)迅速增加，且γ輻射強(qiáng)度的時(shí)間演化規(guī)律與中子類(lèi)似。中性束注入等離子體后，束靶反應(yīng)（氘束離子與主等離子體氘靶發(fā)生的反應(yīng)）截面增大，導(dǎo)致聚變中子產(chǎn)額大約增加2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)γ（X）射線主要來(lái)源于中子核反應(yīng)。圖4（b）表示三炮NBⅠ加熱放電過(guò)程中，在線輻射劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的輻射劑量，其中：N為中子劑量當(dāng)量，G為γ劑量當(dāng)量，Total為總周?chē)鷦┝慨?dāng)量。由于中性束注入過(guò)程的持續(xù)時(shí)間不同（分別為6 s、5.5 s和3 s），三炮等離子體放電產(chǎn)生的中子劑量當(dāng)量分別為6.30 μSv、5.07 μSv 和 2.30 μSv，γ劑量當(dāng)量分別為 0.68 μSv、0.61 μSv 和 0.35 μSv，總 周 圍 劑 量 當(dāng) 量 分 別 為6.98 μSv、5.68 μSv和2.65 μSv。表明中子、γ劑量當(dāng)量不僅與中性束注入功率相關(guān)，還受注入持續(xù)時(shí)間的影響。

圖5統(tǒng)計(jì)了2018年EAST裝置夏季實(shí)驗(yàn)中，等離子體電流為450 kA、僅NBⅠ加熱時(shí)單炮等離子體放電在2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的中子、γ劑量當(dāng)量。通過(guò)擬合得到函數(shù)Dg（Dn）關(guān)系：Dg=0.146 2×Dn0.92，近似為線性，其中：Dn表示中子劑量當(dāng)量，Dg表示γ劑量當(dāng)量。由圖5可知，單炮等離子體放電產(chǎn)生的γ劑量當(dāng)量隨中子劑量當(dāng)量的增加近似呈線性增加，表明NBⅠ加熱模式下γ（X）射線主要來(lái)源于聚變中子。

圖4 NBⅠ加熱時(shí)中子和γ(X)輻射強(qiáng)度的時(shí)間演化(a)及產(chǎn)生的輻射劑量(b)Fig.4 Temporal evolution of neutron and γ(X)radiation intensity(a)and radiation doses(b)under neutral beam injection heating mode

圖5 NBⅠ加熱時(shí)單炮等離子體放電產(chǎn)生的中子劑量當(dāng)量與γ劑量當(dāng)量的關(guān)系Fig.5 Relationship between neutron and γ dose equivalent produced by plasma discharge of single shot under neutral beam injection heating mode

2.4 協(xié)同加熱

為研究EAST裝置上NBⅠ與射頻波協(xié)同加熱時(shí)中子、γ射線的多種來(lái)源，對(duì)2018年EAST裝置夏季等離子體放電實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了歸納分析，圖6統(tǒng)計(jì)了等離子體電流為450 kA，NBⅠ與LHW、ECRH及ⅠCRF協(xié)同加熱時(shí)單炮等離子體放電在2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的中子、γ劑量當(dāng)量。由其散點(diǎn)分布與僅NBⅠ加熱時(shí)的函數(shù)Dg（Dn）關(guān)系可知，中子劑量當(dāng)量在2～40 μSv區(qū)間時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)位于曲線下方，表明所有γ劑量當(dāng)量由中子誘導(dǎo)γ射線造成，此時(shí)中子劑量當(dāng)量除了聚變中子的貢獻(xiàn)外，可能光中子的輻射劑量貢獻(xiàn)較大；中子劑量當(dāng)量在40～80 μSv區(qū)間時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)位于曲線上方，表明γ劑量當(dāng)量除了中子誘導(dǎo)γ射線造成外，還可能來(lái)源于硬X射線、高能離子的核反應(yīng)等。在NBⅠ+LHW和NBⅠ+LHW+ECRH協(xié)同加熱狀態(tài)下，可能硬X射線對(duì)γ劑量當(dāng)量貢獻(xiàn)較大。NBⅠ與ECRH協(xié)同加熱時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)分布在曲線附近，表明ECRH的加入對(duì)中子、γ劑量當(dāng)量影響不大。

圖6 NBⅠ與射頻波協(xié)同加熱時(shí)單炮等離子體放電產(chǎn)生的中子劑量當(dāng)量與γ劑量當(dāng)量的關(guān)系Fig.6 Relationship between neutron and γ dose equivalent produced by plasma discharge of single shot under neutral beam and radio frequency waves collaborative heating mode

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)歐姆、低雜波、中性束注入以及協(xié)同加熱下中子、γ（X）輻射強(qiáng)度與劑量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并結(jié)合氘等離子體運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析研究。發(fā)現(xiàn)逃逸電子是影響歐姆加熱模式下光中子和γ（X）劑量的主要因素。在等離子體極低密度或高環(huán)電壓（破裂）的情況下，逃逸電子軔致輻射會(huì)產(chǎn)生大量的高能硬X射線以及光中子。低雜波加熱能有效驅(qū)動(dòng)等離子體電流、降低環(huán)電壓，從而減少逃逸電子產(chǎn)生，進(jìn)而使得高能硬X射線以及光中子劑量大幅度降低。因此，在相同參數(shù)條件下，低雜波加熱時(shí)的輻射劑量一般低于純歐姆加熱。中性束注入加熱時(shí)，來(lái)自束離子與主等離子體束靶反應(yīng)產(chǎn)生的DD中子，使得中子總產(chǎn)額提高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。此時(shí)中子與周?chē)牧虾朔磻?yīng)產(chǎn)生的γ射線也大幅增漲，其對(duì)于監(jiān)測(cè)的γ（X）劑量貢獻(xiàn)占主導(dǎo)。因而，劑量測(cè)量結(jié)果顯示在中性束注入加熱時(shí)，中子與γ（X）劑量當(dāng)量存在Dg=0.146 2×Dn0.92的線性關(guān)系。中性束與射頻波（LHW、ECRH、ⅠCRF）協(xié)同加熱時(shí)，中子、γ（X）射線的產(chǎn)生來(lái)源更加多樣化。因此，中子與γ（X）劑量當(dāng)量并不能很好地符合上述的線性關(guān)系。通過(guò)對(duì)各種加熱模式下中子、γ（X）劑量進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)和分析，可為聚變輻射數(shù)據(jù)庫(kù)建立奠定基礎(chǔ)，并為人員和周?chē)h(huán)境的輻射防護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。