CN117412459B - 一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法及系统，涉及等离子体诊断技术领域，包括选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，确定中性束粒子的参数信息；对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，测得第一电流强度和第二电流强度，得到中性束的等效电流强度；通过程控软件采集探测板的总电流强度；根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；通过计算得到等离子体电子密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。本发明的有益效果为用于直接测量等离子体密度及其涨落绝对值，且具有扰动小、时空分辨高等优点，可获得足够高的信噪比。

Description

一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法及系统

技术领域

本发明涉及等离子体诊断技术领域，具体而言，涉及一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法及系统。

背景技术

电子密度是磁约束等离子体中很重要的基本参数，而电子密度涨落是影响等离子体湍动输运的关键因素。目前，在磁约束聚变等离子体诊断领域，能够测量等离子体密度及其涨落的诊断系统有静电探针、远红外干涉仪、微波反射计、束发射谱诊断以及送气成像系统等，但是能直接测得等离子体和绝对值的诊断却很少，特别是在等离子体芯部区域。因此，急需一种中性束探针（Neutral Beam Probe — NBP）测量技术，能够诊断电离区域（即采样区）局域的密度及其涨落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法及系统，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法，包括：

选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，所述参数信息包括入射能量、入射角度以及采样区域所在位置；

基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度；基于第一电流强度和第二电流强度之差，得到中性束的等效电流强度，并将中性束粒子注入等离子体；

当中性束粒子进入等离子体后，与等离子体中的电子发生碰撞电离产生一次离子束，并通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度；

根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；

基于采样区域电子密度，通过调节中性束的入射能量和入射角度，重复迭代计算，得到等离子体的电子密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。

优选地，所述选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，其中包括：

根据预设的磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程，迭代计算中性束粒子在不同位置碰撞电离后的运动轨迹，得到能够通过分析仪入口狭缝的采样区域的一次离子束轨迹，其中磁约束聚变装置的运行参数包括磁约束聚变装置半径、磁场强度以及电子温度；

设定等离子体的拉莫尔半径满足预设条件，其中预设条件为：

式中，表示拉莫尔半径，为钠的质量，为入射能量，为电子电荷量，为磁场强度，为磁约束聚变装置半径；

根据预设条件和一次离子束轨迹，进而确定中性束粒子的参数信息。

优选地，所述基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度，其中包括：

根据参数信息，对固态钠离子源进行加热，溢出的钠离子在皮尔斯电极作用下进行加速，得到加速后的钠离子；

在静电透镜作用下，对加速后的钠离子进行聚焦，形成定向钠离子束；将定向钠离子束引入第一法拉第杯，并测得第一电流强度；

将引入第一法拉第杯后的定向钠离子束引入至中性化室中，与中性气体电荷交换产生钠中性束，进入第二法拉第杯，并测得第二电流强度。

优选地，所述通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度，其中包括：

一次离子束的轨迹在磁场强度作用下发生偏转，通过分析仪入口狭缝进入平行板电容器，并在电场作用下流向分析仪外部的探测板；

通过程控软件调节阳极板电压，采集四块探测板的电流，求解总电流强度，计算公式如下：

式中，、、和分别为四块探测板的电流强度，为总电流强度。

优选地，所述根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度，其计算公式如下：

式中，为采样区域电子密度，为探测板上的电流强度，为入射钠中性束的等效电流强度，为采样区的有效碰撞电离截面，为采样区的长度。

第二方面，本申请还提供了一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统，包括确定模块、处理模块、采集模块、第一计算模块和第二计算模块，其中：

确定模块：用于选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，所述参数信息包括入射能量、入射角度以及采样区域所在位置；

处理模块：用于基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度；基于第一电流强度和第二电流强度之差，得到中性束的等效电流强度，并将中性束粒子注入等离子体；

采集模块：中性束粒子进入等离子体后，与等离子体中的电子发生碰撞电离产生一次离子束，并通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度；

第一计算模块：用于根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；

第二计算模块：用于基于采样区域电子密度，通过调节中性束的入射能量和入射角度，重复迭代计算，得到等离子体密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。

本发明的有益效果为：

本发明提出了一种中性束探针测量技术，该诊断系统通过向等离子体注入中性束，与其中的电子发生一次碰撞电离并产生一次离子束流，最后收集并测量一次离子束的电流强度，得到电离区域（即采样区）局域的密度及其涨落。

本发明提出了一种适用于低参数等离子体的中性束探针（NBP）测量技术，用于直接测量等离子体密度及其涨落绝对值，且具有扰动小以及时空分辨高等优点。此外，在等离子体参数较低时，该诊断系统仍可获得足够高的信噪比。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法流程示意图；

图2为本发明实施例中所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统示意图；

图3为本发明实施例中所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法中测量系统的基本工作原理示意图；

图4为本发明实施例中所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法中的中性束发射器的结构示意图；

图5为本发明实施例中所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法中的分析仪上探测板的结构示意图。

图中：701、确定模块；7011、计算单元；7012、设定单元；7013、确定单元；702、处理模块；7021、处理单元；7022、第一测量单元；7023、第二测量单元；703、采集模块；7031、偏转单元；7032、求解单元；704、第一计算模块；705、第二计算模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：

本实施例提供了一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法。

在本发明中，主要利用中性束探针测量系统进行密度及其涨落的诊断，其中中性束探针测量系统主要包括中性束发射器和分析仪，详见图3。其中，中性束发射器由固态钠离子源、皮尔斯电极、静电透镜、中性化室以及两个法拉第杯组成，详见图4，其用于产生具有一定能量的中性粒子束；所述分析仪由入口狭缝、平行板电容器和探测板组成，详见图3，其用于测量采样区碰撞电离产生的一次离子束流的电流强度，其中探测板分为左上、右上、左下，右下四块探测板，详见图5。通过向等离子体注入中性束，与其中的电子发生一次碰撞电离并产生一次离子束流，最后收集并测量一次离子束的电流强度，得到电离区域（即采样区）局域的密度及其涨落。

参见图1，图中示出了本方法包括步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400、步骤S500。

S100、选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，所述参数信息包括入射能量、入射角度以及采样区域所在位置。

可以理解的是，在本S100步骤中包括S101、S102和S103，其中：

S101、根据预设的磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程，迭代计算中性束粒子在不同位置碰撞电离后的运动轨迹，得到能够通过分析仪入口狭缝的采样区域的一次离子束轨迹，其中磁约束聚变装置的运行参数包括磁约束聚变装置半径、磁场强度以及电子温度；

需要说明的是，在即实验前期的准备工作，需要选择钠作为中性束粒子，根据磁约束聚变装置半径、磁场强度以及电子温度，并基于磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，得到中性束在不同位置碰撞电离后的运动轨迹，并最终得到能够通过分析仪入口狭缝的电离区域（即采样区）的一次离子束轨迹，其束流轨迹运动方程的计算公式如下：

式中，为束流轨迹，为微分符号，为钠离子的质量，为电子电荷量，为磁场强度；

S102、设定等离子体的拉莫尔半径满足预设条件，其中预设条件为：

式中，表示拉莫尔半径，为钠的质量，为入射能量，为电子电荷量，为磁场强度，为磁约束聚变装置半径；

S103、根据预设条件和一次离子束轨迹，进而确定中性束粒子的参数信息。

需要说明的是，最终确定钠中性束的入射能量，入射角度以及一次碰撞电离区（即采样区）位置。

S200、基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度；基于第一电流强度和第二电流强度之差，得到中性束的等效电流强度，并将中性束粒子注入等离子体。

可以理解的是，在本S200步骤中包括S201、S202和S203，其中：

S201、根据参数信息，对固态钠离子源进行加热，溢出的钠离子在皮尔斯电极作用下进行加速，得到加速后的钠离子；

S202、在静电透镜作用下，对加速后的钠离子进行聚焦，形成定向钠离子束；将定向钠离子束引入第一法拉第杯，并测得第一电流强度；

需要说明的是，溢出的离子在皮尔斯电极作用下被加速，其电极电压，并在静电透镜作用下聚焦后形成定向钠离子束，进入第一法拉第杯，测得其电流强度为。

S203、将引入第一法拉第杯后的定向钠离子束引入至中性化室中，与中性气体电荷交换产生钠中性束，进入第二法拉第杯，并测得第二电流强度。

需要说明的是，钠离子束被引入中性化室，与中性气体电荷交换产生钠中性束，进入第二法拉第杯，测得其电流强度为，最后将该中性束以上述步骤中确定的入射角度注入到等离子体中，该中性束的等效电流强度为。

S300、当中性束粒子进入等离子体后，与等离子体中的电子发生碰撞电离产生一次离子束，并通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度；

可以理解的是，在本S300步骤中包括S301和S302，其中：

S301、一次离子束的轨迹在磁场强度作用下发生偏转，通过分析仪入口狭缝进入平行板电容器，并在电场作用下流向分析仪外部的探测板；

S302、通过程控软件调节阳极板电压，采集四块探测板的电流，求解总电流强度，计算公式如下：

式中，、、和分别为四块探测板的电流强度，为总电流强度。

S400、根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度。

可以理解的是，在本S400步骤中采样区域电子密度的计算公式如下：

式中，为采样区域电子密度，为探测板上的电流强度，为入射钠中性束的等效电流强度，为采样区的有效碰撞电离截面，为采样区的长度。

需要说明的是，本发明的中性束发射器由固态钠离子源、皮尔斯电极、静电透镜、中性化室以及两个法拉第杯组成，用于提供具有一定能量的中性粒子束；其中分析仪由入口狭缝、平行板电容器和探测板组成，用于测量采样区碰撞电离产生的一次离子束流的电流强度。

S500、基于采样区域电子密度，通过调节中性束的入射能量和入射角度，重复迭代计算，得到不同径向位置的等离子体密度的空间分布和密度涨落。

可以理解的是，本发明所提出的中性束测量技术主要针对低参数等离子体中的电子密度及其涨落进行测量，并且该发明方案不仅对等离子体造成的扰动较小，而且具有较高的时空分辨，并对于低参数等离子体（其二次电离率较低），仍可获得足够的信噪比。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供了一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统，所述系统包括确定模块701、处理模块702、采集模块703、第一计算模块704和第二计算模块705，其中：

确定模块701：用于选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，所述参数信息包括入射能量、入射角度以及采样区域所在位置；

处理模块702：用于基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度；基于第一电流强度和第二电流强度之差，得到中性束的等效电流强度，并将中性束粒子注入等离子体；

采集模块703：当中性束粒子进入等离子体后，与等离子体中的电子发生碰撞电离产生一次离子束，并通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度；

第一计算模块704：用于根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；

第二计算模块705：用于基于采样区域电子密度，通过调节中性束的入射能量和入射角度，重复迭代计算，得到等离子体密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。

具体地，所述确定模块701，其中包括计算单元7011、设定单元7012和确定单元7013，其中：

计算单元7011：用于根据预设的磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程，迭代计算中性束粒子在不同位置碰撞电离后的运动轨迹，得到能够通过分析仪入口狭缝的采样区域的一次离子束轨迹，其中磁约束聚变装置的运行参数包括磁约束聚变装置半径、磁场强度以及电子温度；

设定单元7012：用于设定等离子体的拉莫尔半径满足预设条件，其中预设条件为：

式中，表示拉莫尔半径，为钠的质量，为入射能量，为电子电荷量，为磁场强度，为磁约束聚变装置半径；

确定单元7013：用于根据预设条件和一次离子束轨迹，进而确定中性束粒子的参数信息。

具体地，所述处理模块702，其中包括处理单元7021、第一测量单元7022和第二测量单元7023，其中：

处理单元7021：用于根据参数信息，对固态钠离子源进行加热，溢出的钠离子在皮尔斯电极作用下进行加速，得到加速后的钠离子；

第一测量单元7022：用于在静电透镜作用下，对加速后的钠离子进行聚焦，形成定向钠离子束；将定向钠离子束引入第一法拉第杯，并测得第一电流强度；

第二测量单元7023：用于将引入第一法拉第杯后的定向钠离子束引入至中性化室中，与中性气体电荷交换产生钠中性束，进入第二法拉第杯，并测得第二电流强度。

具体地，所述采集模块703，其中包括偏转单元7031和求解单元7032，其中：

偏转单元7031：用于一次离子束的轨迹在磁场强度作用下发生偏转，通过分析仪入口狭缝进入平行板电容器，并在电场作用下流向分析仪外部的探测板；

求解单元7032：用于通过程控软件调节阳极板电压，采集四块探测板的电流，求解总电流强度，计算公式如下：

式中，、、和分别为四块探测板的电流强度，为总电流强度。

具体地，所述第一计算模块中的采样区域电子密度的计算公式如下：

式中，为采样区域电子密度，为探测板上的电流强度，为入射钠中性束的等效电流强度，为采样区的有效碰撞电离截面，为采样区的长度。

需要说明的是，关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

综上所述，本发明提出了用于直接测量等离子体密度及其涨落绝对值，用于提供具有一定能量的中性粒子束；所述分析仪由入口狭缝、平行板电容器和探测板组成，用于测量采样区碰撞电离产生的一次离子束流的电流强度。根据碰撞电离截面公式，得到采样区的电子密度及其涨落，并具有扰动小以及时空分辨高等优点。此外，在等离子体参数较低时，该诊断系统仍可获得足够高的信噪比。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法，其特征在于，包括：

S100、选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，所述参数信息包括入射能量、入射角度以及采样区域所在位置；

其中，S100包括S101、S102和S103，其中：

S101、根据预设的磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程，迭代计算中性束粒子在不同位置碰撞电离后的运动轨迹，得到能够通过分析仪入口狭缝的采样区域的一次离子束轨迹，其中磁约束聚变装置的运行参数包括磁约束聚变装置半径、磁场强度以及电子温度；

S102、设定等离子体的拉莫尔半径满足预设条件，其中预设条件为：

式中，表示拉莫尔半径，m为钠的质量，为入射能量，e为电子电荷量，B为磁场强度，a为磁约束聚变装置半径；

S103、根据预设条件和一次离子束轨迹，进而确定中性束粒子的参数信息；

S200、基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度；基于第一电流强度和第二电流强度之差，得到中性束的等效电流强度，并将中性束粒子注入等离子体；

其中，S200包括S201、S202和S203，其中：

S201、根据参数信息，对固态钠离子源进行加热，溢出的钠离子在皮尔斯电极作用下进行加速，得到加速后的钠离子；

S202、在静电透镜作用下，对加速后的钠离子进行聚焦，形成定向钠离子束；将定向钠离子束引入第一法拉第杯，并测得第一电流强度；

S203、将引入第一法拉第杯后的定向钠离子束引入至中性化室中，与中性气体电荷交换产生钠中性束，进入第二法拉第杯，并测得第二电流强度；

S300、当中性束粒子进入等离子体后，与等离子体中的电子发生碰撞电离产生一次离子束，并通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度；

其中，S300包括S301和S302，其中：

S301、一次离子束的轨迹在磁场强度作用下发生偏转，通过分析仪入口狭缝进入平行板电容器，并在电场作用下流向分析仪外部的探测板；

S302、通过程控软件调节阳极板电压，采集四块探测板的电流，求解总电流强度，计算公式如下：

式中，、、和分别为四块探测板的电流强度，为总电流强度；

S400、根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；

其中，S400中的采样区域电子密度的计算公式如下：

式中，为采样区域电子密度，为探测板上的电流强度，为入射钠中性束的等效电流强度，为采样区的有效碰撞电离截面，为采样区的长度；

S500、基于采样区域电子密度，通过调节中性束的入射能量和入射角度，重复迭代计算，得到等离子体的电子密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。

2.一种用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统，基于权利要求1所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断方法，其特征在于，包括：

确定模块：用于选择钠作为待测量所使用的中性束粒子，根据磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程进行迭代计算，确定中性束粒子的参数信息，所述参数信息包括入射能量、入射角度以及采样区域所在位置；

处理模块：用于基于参数信息，对固态钠离子源进行加热处理，溢出的钠离子形成定向钠离子束相继进入第一法拉第杯、中性化室和第二法拉第杯，分别测得第一电流强度和第二电流强度；基于第一电流强度和第二电流强度之差，得到中性束的等效电流强度，并将中性束粒子注入等离子体；

采集模块：用于当中性束粒子进入等离子体后，与等离子体中的电子发生碰撞电离产生一次离子束，并通过程控软件采集分析仪上探测板的总电流强度；

第一计算模块：用于根据中性束的等效电流强度和探测板的总电流强度，计算得到采样区域电子密度；

第二计算模块：用于基于采样区域电子密度，通过调节中性束的入射能量和入射角度，重复迭代计算，得到等离子体的电子密度在不同径向位置的空间分布和密度涨落。

3.根据权利要求2所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统，其特征在于，所述确定模块，其中包括：

计算单元：用于根据预设的磁约束聚变装置的运行参数以及束流轨迹运动方程，迭代计算中性束粒子在不同位置碰撞电离后的运动轨迹，得到能够通过分析仪入口狭缝的采样区域的一次离子束轨迹，其中磁约束聚变装置的运行参数包括磁约束聚变装置半径、磁场强度以及电子温度；

设定单元：用于设定等离子体的拉莫尔半径满足预设条件，其中预设条件为：

式中，表示拉莫尔半径，m为钠的质量，为入射能量，e为电子电荷量，B为磁场强度，a为磁约束聚变装置半径；

确定单元：用于根据预设条件和一次离子束轨迹，进而确定中性束粒子的参数信息。

4.根据权利要求2所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统，其特征在于，所述处理模块，其中包括：

处理单元：用于根据参数信息，对固态钠离子源进行加热，溢出的钠离子在皮尔斯电极作用下进行加速，得到加速后的钠离子；

第一测量单元：用于在静电透镜作用下，对加速后的钠离子进行聚焦，形成定向钠离子束；将定向钠离子束引入第一法拉第杯，并测得第一电流强度；

第二测量单元：用于将引入第一法拉第杯后的定向钠离子束引入至中性化室中，与中性气体电荷交换产生钠中性束，进入第二法拉第杯，并测得第二电流强度。

5.根据权利要求2所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统，其特征在于，所述采集模块，其中包括：

偏转单元：用于一次离子束的轨迹在磁场强度作用下发生偏转，通过分析仪入口狭缝进入平行板电容器，并在电场作用下流向分析仪外部的探测板；

求解单元：用于通过程控软件调节阳极板电压，采集四块探测板的电流，求解总电流强度，计算公式如下：

式中，、、和分别为四块探测板的电流强度，为总电流强度。

6.根据权利要求2所述的用于测量等离子体密度及其涨落的诊断系统，其特征在于，所述第一计算模块中的采样区域电子密度的计算公式如下：

式中，为采样区域电子密度，为探测板上的电流强度，为入射钠中性束的等效电流强度，为采样区的有效碰撞电离截面，为采样区的长度。