核聚变与等离子体物理

毛苏英, 袁保山

2005, 25(3): 161-167.

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采用了PID 控制、输入误差直接自适应控制和输出误差直接自适应控制三种控制方式对HL- 2A 装置的等离子体垂直不稳定性进行了研究。模拟结果显示, 在现有条件下三种控制方式都能满足控制要求, 而两种自适应控制系统具有更好的系统性能、更强的鲁棒性、对电源要求更低的特点, 尤其是输出误差直接自适应控制系统结构非常简单, 具有可实施性。

HL-2A 装置的边缘参数测量

洪文玉, 严龙文, 王恩耀, 潘宇东,钱俊, 李伟, 崔正英, 罗萃文

2005, 25(3): 168-172.

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HL-2A 装置中平面边缘的等离子体特性通过磁力传动的马赫/ 雷诺协强/ 朗缪尔10 探针组进行了研究。10 探针组安装在可径向向里和向外移动, 并可绕轴旋转360^o 的传动杆上, 用于测量主等离子体边缘的温度、密度、悬浮电位、空间电位、径向和极向电场、湍流的雷诺协强、径向和极向等离子体流速及其径向分布。HL- 2A 装置的实验结果表明, 边缘等离子体扰动诱发的雷诺协强产生了边缘极向流; 雷诺协强的径向梯度驱动带状流抑制了湍流输运。

HL-2A 装置低混杂波加热系统高压电源

王雅丽, 李青, 王树锦

2005, 25(3): 173-178.

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中国环流器二号A( HL- 2A) 装置低混杂波辅助加热系统的脉冲高压电源系统包含大的储能元件和非线性元件, 其输出电压在投入负载速调管时会有一定程度的跌落, 并且在装置放电过程中, 前级电源) ) ) 125MVA 脉冲发电机输出电压变化大, 该输出电压也发生变化。针对该问题利用MATLAB 进行建模仿真, 对该电源系统采用了PID 反馈控制与前馈补偿策略, 并且对采用的PID 控制器的设计与参数选择作了详尽分析, 其实际应用结果表明该控制策略能很好地满足该电源电压稳定性的要求。

HL-2A 装置偏滤器改造的初步设计

冉红, 程发银, 严建成, 朱毓坤

2005, 25(3): 179-182.

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根据HL- 2A 装置的结构特点, 提出了HL- 2A 装置偏滤器系统改造的基本方向。对HL- 2A 极向场线圈系统进行了优化设计, 计算了单零平衡位形, 进行了开放式偏滤器的结构设计, 并对新的偏滤器系统进行了热分析和结构分析。结果表明, 新的偏滤器系统新的偏滤器系统能够满足具有一定拉长比和三角形变的等离子体放电要求。

ITER 试验包层模块活化计算与环境安全分析

陈志, 冯开明, 张国书, 袁涛, 王晓宇, 赵周

2005, 25(3): 183-188.

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运用聚变堆放射性计算程序FDKR 和衰变链数据库AFDC-DLIB, 计算了ITER 中国氦冷固态增殖试验包层模块设计中活化产物的放射性、衰变余热和潜在生物危害因子BHP 值。计算结果表明: 对于试验包层模块来说, 在500MW 聚变功率下运行一年, 停堆时的总放射性、余热和BHP 值分别为2. 10× 10¹⁶B_q 、5. 06 × 10^{- 3}MW 和 68. 6km³•( kW)^{- 1}。结果表明: 中国氦冷实验包层模块不存在突出的安全问题。

改善ITER 弹丸注入芯部加料的研究

彭利林, 邓柏权, 袁涛, 严建成

2005, 25(3): 189-194.

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研究了五种不同组合的固态氢同位素靶丸H₂、HD、D₂、DT 和T₂ 在聚变等离子体中的消融率。结果表明, 燃料靶丸的同位素效应, 可导致更深的靶丸消融物质沉积。在同样的本底等离子体条件和弹丸初始参数下, 注入氚丸比氢丸的穿透深度增加约40%。适度减轻一些ITER 的加料困难。进一步的研究表明从中平面高场侧注入靶丸对芯部加料有显著改善。考虑托卡马克非均匀磁场的影响, 被电离的消融云内的垂直漂移电流产生极化, 引起带电消融物沿大半径方向朝外漂移。数值模拟计算表明, 只要用初始速度为每秒几百米的低速弹丸, 便能使靶丸的消融物质沉积到ITER 等离子体中心。

ITER 超导馈线系统的设计

张远斌, 武松涛, 宋云涛, 王建青

2005, 25(3): 195-199.

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ITER( 国际热核试验堆) 采用超导馈线系统传输磁体线圈所需电流、冷却液及数据信号, 并在失超等异常情况, 通过馈线转移磁体能量, 以保护整个磁体系统。介绍了国际热核试验堆超导馈线系统的结构及设计情况, 为同类型超导磁体的馈线设计提供了有益的参考。

HL-2A 装置可见光诊断方法初探

施乐, 郑银甲

2005, 25(3): 200-202.

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等离子体H_α 径向分布的测量是等离子体实验中的重要内容。在HL- 2A 实验中, 等离子体成像系统中的CCD 图片记录了等离子体辐射信息, 特别是H_α 线辐射信息( 在相机前加H_α 滤光片) 。因为光测量是辐射的线积分, 数据的处理和分析显得十分必要的。利用等离子体可见光成像系统, 采用Abel 变换, 得到H_α 在HL- 2A 装置中的径向分布, 提供了一项可靠的测量手段。

HL-1M装置逃逸电子的定标律

郑永真

2005, 25(3): 203-206.

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使用一维数值模型, 推断了逃逸能量ε_r与逃逸约束时间τ_r的关系。模拟结果给出能量ε_r 和放电参数的定标律。在HL- 1M 装置中不同实验条件下测量了硬X 射线谱, 研究了逃逸电子能量 ε_r模拟的定标律, 并推导出HL- 1M 装置放电的逃逸电子的约束时间与逃逸电子扩散系数。

Compton 散射强光子流在等离子体通道中的传输特性

吕健, 郝东山

2005, 25(3): 207-212.

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给出了冷等离子体中高阶相对论下多光子非线性Compton 散射的光子流在等离子体通道中的传输方程, 研究了高阶相对论效应对散射光子流传输的影响。在近轴近似下, 散射强光子流依然有较浅的" 势阱" 方程。当散射强光子流强度较大时, 高阶相对论效应变得更加重要: 它减小了散射光束宽的振荡幅度, 同时加快了散射光束宽的振荡速度。当散射强光子流功率大于或等于相对论临界功率时, 高阶相对论效应避免了散射强光子流强度随传输距离出现无限大的奇异性。给出了散射强光子流的平衡解存在的条件。

基于Linux 集群的EAST 实验数据在线分析及可视化

黄勤超1, 2, 罗家融1, 王华忠1, 袁旗平1

2005, 25(3): 213-217.

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超导托卡马克装置EAST 长稳态运行的方式需要对实验有重要影响的实验数据进行在线分析和数据可视化。介绍了Linux 集群的概念, 给出了系统总体结构功能设计方案和硬件总体结构方案, 阐述了实验数据在线分析和数据可视化的实现方法。

高气压强电场电离过程中的离子浓度分布规律

白敏菂, 谷建龙, 张芝涛, 杨波, 白希尧

2005, 25(3): 218-222.

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研究了高气压强电场电离区域的离子浓度分布的连续性方程, 对电离区域的电离物的产生、消失和输运进行了研究。通过采用电离放电增加了输入能量密度、G 值、电离占空比等, 从而提高了离子产生率。通过外加电场和离子“雪崩”头部的本征电场的叠加作用, 离子被束缚在放电通道中。对离子施加垂直电场方向的作用力, 就能把电场中的等离子体成束输送出去。已经能够做到有效体积仅为1cm³的等离子体源, 输运等离子体率达到 10¹² cm^{- 3}•s^{- 1}。

会切磁场中大回旋电子束产生的研究

赵青, 李宏福, 任同

2005, 25(3): 223-227.

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研究了会切磁场产生的机理。通过对Moster-Molnar 模型的探讨, 建立了会切磁场的物理模型。在会切磁场理论分析和数值模拟基础上, 探讨了影响会切磁场设计的因数; 利用拉格朗日公式求解了会切磁场中电子运动轨迹。探讨了会切磁场与大回旋空心会切电子枪的关系, 得到了改进会切电子枪性能的一些一般性结论。

四阳极直流辉光放电正柱区数值分析

袁忠才, 时家明

2005, 25(3): 228-232.

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分析了具有中间开窗电极四阳极直流辉光放电装置的氦气放电中阴极与较近阳极间放电正柱区的电子密度、电子温度和等离子体碰撞频率, 及其空间分布随放电气压变化规律。结果表明电子密度在径向上呈类似于抛物线的分布, 而碰撞频率和电子温度在整个放电管内近似均匀分布。探讨了不锈钢阳极座和矩形窗口对这些参数的影响, 为进一步进行装置仿真和实验研究提供参考。

大型真空装置漏放率的动态质谱测量法

王志文, 谢世标, 韦卫星

2005, 25(3): 233-236.

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根据质谱分析技术和气体动力学方程, 提出了一种用质谱测量法对大型真空装置漏放率的测试方法。结合计算机技术能对装置运行状态的漏放率进行巡回检测, 并成功地应用于HL-1M 装置。

离子对电磁波传播特性的影响

郭斌, 王晓钢, 刘悦

2005, 25(3): 237-240.

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对等离子体中电磁波传播的平板几何模型进行了修正, 讨论了离子对电磁波在大气压均匀非磁化弱电离等离子体中的反射、吸收和透射等传播特性的影响。数值分析的结果表明: 大气条件下, 离子对电磁波在均匀非磁化弱电离等离子体中传播特性的影响是显著的, 同时给出等离子体对电磁波的最大吸收值和吸收宽带。

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