核聚变与等离子体物理

黄贤礼，石中兵，孙红娟，刘泽田，崔正英，丁玄同

2011, 31(3): 193-199.

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在HL-2A装置的电子回旋辐射(ECE)外差测量中，为实现电子温度剖面分布的绝对测量，采用双温度法和磁场扫描法分别对扫频和多道ECE测量系统进行了标定，获得了各道间的相对标定系数，并利用等离子体中心道Thomson散射测量的电子温度对ECE测量系统进行了绝对标定。结果表明，这两种方法都能实现可靠的标定，并对两者的优劣进行了比较和讨论。

用磁探针反演磁岛二维结构的方法及其在HL-2A装置上的应用

孙腾飞，刘仪，季小全，徐媛，冯北滨

2011, 31(3): 200-206.

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介绍了HL-2A装置中利用磁探针数据反演磁岛极向二维结构的新方法，以及在反演基础上建立的撕裂模动态分析方法。在实验中通过磁探针测量确定作为扰动磁场来源的扰动电流。将扰动磁通与由EFIT重建的平衡磁通叠加反演出磁岛的结构，并给出磁岛的宽度。然后，按时间顺序建构二维结构图并依次记录，之后依次展现图像就可以对磁岛进行动态分析。应用此方法进行撕裂模分析，得出了磁岛旋转与电子抗磁漂移方向相同，验证了磁岛宽度与扰动场的关系及ECRH对磁岛的抑制作用。这显示了磁探针反演磁岛结构方法的直观性，对观察并控制MHD不稳定性非常有利。

C⁺轰击铍的分子动力学模拟

孙伟中1，赵成利2，张浚源1，陈峰2，潘宇东3，苟富均1, 4

2011, 31(3): 207-212.

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使用分子动力学模拟方法研究了入射能量对C⁺离子与Be样品表面相互作用的影响。模拟结果表明，随着C⁺离子的入射能量增大，C⁺离子注入深度也增加，Be原子的溅射产额近似线性增加，而滞留在样品中的C原子数量变化不大，在C⁺离子轰击Be样品的初始阶段，样品中Be原子的溅射产额较大，而随着C⁺离子注入剂量的增加，Be原子的溅射产额逐渐减小并趋于稳定。在此作用过程中，在样品表面形成一个富C层，减缓了样品中Be原子的溅射速率，起到了保护Be样品的作用。

EAST中性束注入快离子损失研究

李吉波，丁斯晔，王进芳，吴斌，胡纯栋

2011, 31(3): 213-218.

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利用经典导心轨道程序ORBIT，结合平衡程序EFIT和输运程序TRANSP，计算了EAST中性束注入后快离子的损失情况。结果表明，4MW(80keV)氘离子的损失份额为29%，2MW(50keV)氘离子的损失份额为31%，损失的快离子有很强的局域性。

交错网格下MHD相容守恒格式的发展

李俊峰，倪明玖

2011, 31(3): 219-223.

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在低磁场雷诺数条件下，基于电势泊松方程，发展了交错网格下可以精确计算电流和洛伦兹力(电磁力)的相容守恒格式。采用压力为变量的原始变量法求解不可压缩Navier-Stokes方程，所计算的电流满足电荷守恒定律，所计算的电磁力满足动量守恒定律。对金属流体在Hartmann数50~5000范围内验证了格式的精确性。交错网格下相容守恒格式的发展为后续MHD稳定性分析、湍流的大涡模拟及直接数值模拟提供很好的选择。

正硅酸锂陶瓷小球离线释氚实验研究

肖成建，陈晓军，康春梅，高小玲，刘浚，古梅，罗阳明，汪小琳

2011, 31(3): 224-227.

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中国氦冷球床包层(CH HCSB TBM)初步采用Li₄SiO₄陶瓷小球作为氚增殖材料，实验研究了Li₄SiO₄陶瓷小球的中子辐照产氚性能。将冷冻成型法制备的Li₄SiO₄ 陶瓷小球置于反应堆中辐照100min，然后在离线释氚实验平台上进行退火行为研究。实验结果表明，在用He +1% H₂为载气，流速为100mL•min^-1，升温速率为5K•min^-1的实验条件下，氚气(HT+T₂)是Li₄SiO₄陶瓷小球的主要释氚形态，占总氚的70%左右(不包括自由氚中的氚气)，在400℃~700℃范围内出现两次释氚峰；氚化水(HTO+T₂O)所占比例小于20%，主要在300℃~500℃的低温段进行释放；氚在800℃前基本释放完，小球退火后的残氚量小于1%。冷冻成型干燥法制备的Li₄SiO₄陶瓷小球在300℃~700℃范围内有较好的释氚性能，氚残留量低，在聚变堆固态氚增殖包层设计中具有一定应用价值。

HL-2A装置上CXRS诊断的系统设计

韩晓玉，段旭如，杨立梅，于德良，钟武律，傅炳忠

2011, 31(3): 228-234.

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为了获取HL-2A等离子体的离子温度、旋转速度及其分布等重要参数，首次在HL-2A装置上开展了CXRS诊断。通过利用能有效探测微弱光的EMCCD和特殊设计的光学采集系统，获得了具有足够信噪比的诊断信号。实验得到的测量信号分析表明，设计是切实可行的。

HCSB-DEMO包层热工水力及中子学计算

武兴华，赵奉超，赵周，栗再新，张国书，冯开明

2011, 31(3): 235-240.

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通过对HCSB-DEMO示范堆包层子模块进行热工水力及中子学的迭代计算及优化，得到了第一壁、包层子模块在单独冷却下满足要求的结构布局。材料温度均已低于限值，冷却剂出口温度达到了500℃，冷却剂压降也符合工程上的要求，同时TBR在不考虑格架等复杂结构的情况下达到了1.30。结合得到的结构布局对第一壁、包层子模块共同冷却情况进行了讨论，鉴于第一壁是具有高热负载的特殊部件，建议工程上采用单独冷却方式进行冷却。

中国TBM氚处理系统设计阶段的安全分析

付万发1，罗德礼2，唐涛1，陈长安2

2011, 31(3): 241-245.

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以氚释放为安全分析的重点，根据氚多重包容的安全概念设计，分析了TBM氚处理系统的一种布局方式。从安全的角度进行了TBM氚处理系统的功能和材料分析，根据运行状态或危险给出了TBM氚处理系统可能存在的四个不安全状态，确定了在不同的系统状态工作人员处于不同的应急水平，应采取不同的应急措施。最后，在上述研究的基础上进行各级氚包容系统氚释放的预先危险性分析(PHA)，得到了事故原因和危害后果，并提出预防氚释放危险的安全措施。

EAST ICRF天线移动结构设计

杨庆喜，宋云涛，陈永华，盛道林

2011, 31(3): 246-251.

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根据EAST物理实验要求，EAST ICRF天线被设计成带有一种沿着EAST装置径向方向移动的液压驱动导轨式结构。为了验证移动结构的可行性，对ICRF天线移动结构支撑部件通过公式和有限元方法进行了相关的计算分析，分析结果满足设计要求。对ICRF天线整体结构进行了受力分析以及对装配好的ICRF天线移动结构进行了调试，受力分析表明ICRF天线能够稳定移动，调试结果满足设计要求。

ITER极向场内馈线的结构设计

程旺1，刘正士1，宋云涛2，刘素梅2

2011, 31(3): 252-255.

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根据ITER装置对极向场内馈线系统的性能要求，同时考虑该系统所处空间位置的复杂性和工作环境的特殊性，利用三维建模软件CATIA对极向场内馈线结构进行概念设计，为同类型超导磁体的馈线设计提供了有益的参考。

ITER纵场磁体支撑屈曲分析与半原型测试件初步设计

侯炳林，孙振超，韩石磊，李鹏远，潘传杰

2011, 31(3): 256-259.

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针对新设计的ITER纵场重力支撑结构特点，用ANSYS有限元软件对它建立了有限元模型。采用Block Lanczos方法求出了ITER重力支撑的屈曲特征值。分析结果表明ITER重力支撑不会发生屈曲。为了确保新设计结构的可靠性，初步设计了全尺寸支撑的半原型件拟用来对支撑进行工程受力测试。

ITER GIS实验平台控制系统

张余弦，李波，李伟

2011, 31(3): 260-265.

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介绍了以GE PLC为控制核心的分布式送气实验平台控制和测量系统的设计与实现。系统采用了工业以太网、CAN总线、RS485等多种通讯技术，实现了对ITER GIS设备的安全运行控制、远程操作控制及各设备运行状态的实时监测。

基于DSP交替式积分器设计

缪晶，季振山，王勇

2011, 31(3): 266-271.

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在DSP扣除斜率算法的基础上，设计了一种新型交替式积分器。该积分器利用DSP进行逻辑控制，使两个模拟积分器交替工作，减小两个积分器的积分时间，从而有效克服由于电容和温漂带来的误差，实现了对信号的长时间积分。同时采用Iqmath库函数实现定点处理器的运算来提高实时精度，很方便地实现了实时而准确的积分处理。

用于超热电子诊断的滤波荧光谱仪滤片厚度的优化设计

赵学峰1，2，蒋刚2，吴壮3，李三伟1，王传珂1，况龙钰1，李朝光1

2011, 31(3): 272-277.

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根据物质的吸收系数、散射截面、荧光截面的离散数据进行了二维插值，利用插值后的数据对前置滤片透射率、荧光体吸收截面、后置滤片透射率进行拟合，用文献[2]的滤波荧光谱仪的总响应函数(荧光响应函数和散射响应函数)以及探测器灵敏度和散射光、荧光光子数，对前置滤片、荧光片和后置滤片的不同厚度进行优化设计，得到了最大信噪比(荧光响应函数曲线的峰值面积与总响应函数面积的比值)及最大信噪比对应的前置滤片、荧光片、后置滤片厚度。在滤波荧光谱仪上应用优化厚度，减少了高能尾部对探测信号的影响，得到更加有效的硬X射线能谱，继而推算出更加精确超热电子信息。

空间飞行器近尾区内场和密度空腔的研究

罗青1，汪静1，胡涛平2

2011, 31(3): 278-282.

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在静态极限下，通过傅里叶变换，研究了空间飞行器近尾区内等离子体与场之间的非稳态非线性相互作用，并进行了数值求解。数值模拟结果表明，在飞行器近尾区内会产生电磁孤波和密度空腔，由电场的塌缩现象可以探测到它们。因而通过探测电磁孤波和密度空腔的形状和强度，能够探寻具有隐身特性的飞行器。

DFLL-TBM液态锂铅合金鼓泡器实验系统的设计

谢波，李军格，徐绍梅，翁葵平

2011, 31(3): 283-288.

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液态锂铅合金鼓泡器是中国双功能液态锂铅测试包层氚处理单元的重要组成部分。为了完成鼓泡器实验系统的建造与运行，在多年开展氢同位素与锂铅合金相互作用的理论计算和旋转喷嘴鼓泡法提取液态锂铅中微量氢实验的基础上，提出了实验系统的总体设计、主回路设计和辅助系统设计。这个设计以气液交换填料塔为核心，实现了液态锂铅中氢同位素的测量与提取。

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