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2016年 第36卷 第3期    刊出日期：2016-09-15

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等离子体物理学

HL-2A 等离子体位形重建研究

王 硕，宋显明，宋 啸，毛 瑞

2016, 36(3):  193-198.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603001

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采用了新的放电方案，消除了环向场对磁测量的影响。通过修改信号调理电路，解决了积分器不能响应磁通快速变化的问题；通过改进磁测量的标定方法，在准确标定磁通和极向磁探针测量的同时，有效地标定了径向磁探针的测量信号。输入这些有效标定数据后，EFIT 能快速收敛，获得了准确可靠的位形重建结果，与探针、氢阿尔法和CCD 等诊断结果很好符合。同时介绍了自行研制的sFIT 位形重建代码，该代码得到的位形重建结果，与EFIT 反演结果一致。

HL-2A 装置低杂波鉴相器标定与实验研究

陈娅莉，卢 波，梁 军，曾 浩，白兴宇，王 超，饶 军

2016, 36(3):  199-202.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603002

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用低杂波鉴相器对相位测量系统各通道经进行了相位校准，得到了各通道的相位电压关系曲线，并进行了线性拟合，线性拟合误差小于3°；推导出了相位电压关系表达式，与校准得到的相位电压曲线相比平均误差小于0.7°。该系统已成功用于HL-2A 装置低杂波实验，对4 支速调管的输出相位进行了测量，并得到了放电过程中相位随阴极高压波动的曲线，得出了阴极电压波动2.2%引起相位波动13.8°的结论。

EAST 装置反剪切放电的数值模拟

牛兴平1，张石定1，吴 斌2

2016, 36(3):  203-207.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603003

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利用TSC+LSC 程序对EAST 装置反剪切位形进行了数值模拟，反剪切等离子体由偏轴分布的LHCD 来维持，并做了一系列的模拟来研究辅助加热投入时间对等离子体参数的影响。依据这些模拟，提出了一个新的控制安全因子分布的方案，这对托卡马克实验中的实时控制很有帮助。

托卡马克等熵平衡条件下等离子体环向转动对带状流的影响

谢宝艺1，余 俊1，龚学余1, 2，陈 铀1，余江妹1

2016, 36(3):  208-212.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603004

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采用流体模型理论推导了等熵平衡条件下环向转动托卡马克等离子体中带状流的色散关系。从理论上分析了环向转动对测地声模、低频带状流和声波的频率、压力和密度扰动量的影响。结果表明，环向转动对低频带状流的频率没有影响，但会使测地声模的频率逐渐增大。此外，存在环向转动时，低频带状流会具有驻波形式的压力和密度扰动量，且测地声模和声波可以沿着极向传播。而且还发现，等熵平衡可以看成是等温平衡的一种特殊情况。

核聚变工程技术

CN HCCB TBS 的LOFA 与真空室内LOCA 初步分析

王艳灵，张 龙，武兴华，赵 周

2016, 36(3):  213-218.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603005

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基于CN HCCB TBS 的最新设计，用RELAP 5 软件对失流事故(LOFA)和真空室内失冷事故(In-vessel LOCA)这两种假设基本事故进行了分析。结果表明，CN HCCB TBS 在这两种事故工况下的安全性是有保证的，并且热工水力学瞬态分析能给出有关发生事故时TBM 安全性相关性能的信息，从而提出了所需要的各种安全保护系统及其动作的时间。

基于CFD 方法的TBM 模块第一壁水力学分析

周 冰，赵 周，武兴华

2016, 36(3):  219-223.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603006

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基于计算流体动力学(CFD)方法，结合首个完整的模块系统对第一壁以及与其相连接的两个隔板结构进行了热工水力分析，包括压力分析、流速分析、流量分配分析、对流换热系数分析。给出了所有分析的计算结果。同时将数值模拟计算得到的对流换热系数与相关经验公式推导得到的结果进行了比较，基本一致。

EAST 装置电子回旋辐射二维成像系统的屏蔽优化

仝 丽，赵朕领，陈东旭，朱逸伦，韩东起，谢锦林

2016, 36(3):  224-230.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603007

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介绍了EAST 装置上的384 道(极向24 道径向16 道)的外差混频式电子回旋辐射成像诊断系统及其在EAST 及其复杂的电磁环境中的运行情况。在低杂波电流驱动期间，高灵敏度的电子回旋辐射成像系统受到严重干扰以至于无法提供正确的实验数据。通过优化系统各模块的接地、外加多层铜网屏蔽等措施，使得ECEI 系统屏蔽效能与改善之前相比提高了40dB，基本保障了EAST 装置上电子回旋辐射成像诊断的正常工作。

EAST 6MW/4.6GHz 低杂波系统天线温度测量设计

吴则革1，杨 永1，齐团结2，刘 亮1，王 茂1，王 萍1，杨 飞1

2016, 36(3):  231-236.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603008

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为了实现对低杂波系统天线的保护需要测量天线温度，根据天线的特征，选择了K 型热电偶作为测量工具，使用快速温度巡检仪采集8 路热电偶信号，温度数据由软件远程读取显示；为了克服托卡马克带来的电磁干扰，测量回路使用了光纤通信的方法。结果表明，这种方式能够准确实时地反映出天线温度变化，为日后开展天线热保护工作奠定了基础。

HL-2M 真空室用Inconel 625 材料性能研究

黄运聪，冉 红，曹 曾，侯吉来，宋斌斌

2016, 36(3):  237-242.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603009

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HL-2M 真空室的主体材料被选为Inconel 625。通过研究3 个产地的Inconel 625 母材和焊缝的性能，对比分析了该种材料的各项性能参数。通过比较得到进口Inconel 625 母材和焊接接头综合性能均最优。各项试验结果及分析对真空室部件的制造有重要的指导意义。

大面积NBI 射频离子源电气参数设计分析

陈俞钱，谢亚红*，胡纯栋，蒋才超，崔庆龙

2016, 36(3):  243-246.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603010

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为探究射频离子源驱动器线圈电气参数对射频放电的影响，主要进行了射频离子源等离子体激发的物理分析，并计算了射频电源的频率选择与线圈放电电流、线圈匝间电压以及放电气压之间的关系，设计了射频离子源驱动器的主要参数。研制的射频离子源驱动器装置，成功获得氢等离子体射频放电。实验结果和理论计算结果符合很好。

聚变堆第一壁连续W/Cu 梯度材料的热工性能优化

赵永强1，黄生洪*1，汪卫华2

2016, 36(3):  247-253.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603011

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针对不同体积分布指数p的W/Cu连续功能梯度材料的偏滤器第一壁结构，采用有限元软件计算了 8MW•m⁻²稳态运行热加载以及等离子体破裂条件下1GW•m⁻²热流冲击下的力学响应。相同稳态加载条件下，W/Cu 连续功能梯度材料的最优分布指数与分层梯度材料存在较大差异，其最优等效应力比分层梯度材料要小26%，表现出更优异的性能。在热冲击响应过程中，连续梯度W/Cu材料塑性损伤随p值不同也存在较大变化，其最优p值与其稳态运行时热应力最优p值存在一定差异，从第一壁应用条件考虑，应综合选取，最佳p值在1.2附近。综合来看，连续梯度W/Cu材料具有更连续变化的热物理属性及力学性能，在聚变堆第一壁结构设计中具有更大的应用潜力。

水冷包层试验段设计与流动特性研究

廖世梁，曹学武

2016, 36(3):  254-259.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603012

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针对水冷包层子模块并行通道的流量分配对热量导出的影响，以水冷包层子模块第一壁为研究对象，对其并行通道试验段的模化设计与流量分配特性展开了研究。采用模化方法对第一壁的结构进行设计，得出试验段相关参数。采用计算流体力学(CFD)的方法对模化设计的试验段进行数值模拟，并分析其流动状态。将结果与原型结构下的流动特性参数进行比较，验证了采用模化方法得到的试验段参数可以有效反映水冷包层子模块第一壁的流动特点，为试验装置的搭建提供参考。

KTX 反场箍缩装置装配基准网的创建与分析

付宸硕1，刘万东1，杨庆喜2，李 弘1，徐永兴3，顾永奇2，张 平2

2016, 36(3):  260-265.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603013

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介绍了反场箍缩KTX装置主机主要构成部件、安装精度要求以及装配方案。通过建立一个独立于装置之外且可永久保存的装配基准网，以及对坐标系控制网的测量数据分析，确保各部件的安装定位和准确测量。

蒙特卡罗方法模拟评定氦质谱检漏不确定度

杨 丹1, 2，陈长琦1，秋 实2

2016, 36(3):  266-270.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603014

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通过建立检漏结果不确定度的评定模型，应用蒙特卡罗方法对检漏数据进行随机模拟，获得了各输入量的随机样本，计算了检漏结果的不确定度，并与传统评定方法得到的不确定度进行了比较和分析。研究表明，两种方法计算得到的不确定度一致，说明蒙特卡罗方法可以作为评定氦质谱检漏结果不确定度的有效方法，且蒙特卡罗评定方法计算效率更高，应用范围更广。

液态锂回路的净化及在线检测系统

薛晓艳1，张卫卫1，左浩毅1，欧 巍2，曹小岗2，杨党校2，陈顺礼2，芶富均2

2016, 36(3):  271-275.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603015

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介绍了液态锂回路中的净化及在线检测装置。该装置采用了冷阱法和热阱法，使回路中产生的C、 O、N 和氢同位素等杂质降至10wppm 以下。目前，已经利用四电极测电阻法测量了放锂前后的电阻随温度的变化曲线，再经过多项式拟合，计算得到了纯锂的电阻率随温度变化的函数。

等离子体应用

大气压介质阻挡射流放电离子速度分布的测量

熊 莉1，齐 冰*2

2016, 36(3):  276-281.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603016

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通过测量大气压介质阻挡放电等离子体辐射信号，建立偶极子辐射模型，利用快速傅立叶变换，计算了大气压介质阻挡放电等离子体中离子速度分布。计算结果表明，速度分布偏离麦克斯韦分布，并且随着放电过程的进行，离子速度及相对离子数进行有规律的变化。

放射性废物玻璃固化专用等离子体炬的数值模拟与实验研究

陈明周，黄文有，吕永红，刘夏杰，白 冰

2016, 36(3):  282-288.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.201603017

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采用了数值模拟与实验结合的方法研究了用于模拟放射性固体废物玻璃固化的非转移弧型等离子体炬的电、热特性。基于包括电弧室和开放空间在内的3D 模型得到了电弧等离子体和等离子体射流的温度场。根据计算结果，电弧室内的最高温度位于第一阳极内，达到1.77×10⁴ K；弧电压的计算值高于实测值，二者之间的差异随着电流强度的增大而逐渐减小。采用该等离子体炬熔融模拟废物的实验发现，所确定的等离子体炬到炉底的距离能够满足废物熔融的要求，与计算的结果相符合。上述结果表明，数值模拟的结果可以作为等离子体炉工程设计的依据，并可以用作进一步分析等离子体炉炉膛内工艺过程的输入条件。