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2009年 第29卷 第3期    刊出日期：2009-09-15

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等离子体物理学

运动非磁化等离子体中电磁波的相对论效应

黄冶

2009, 29(3):  193-198. 

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根据狭义相对性原理，应用Lorentz变换法则，从相对运动媒质静止参考系中的有关结论，获取了实验室参考系中所需结果。通过证明平面波相位是Lorentz不变量，指出实验室参考系中平面波解的存在性。由Lorentz变换导出了实验室参考系中平面波色散关系表示式，据此给出运动媒质的波动方程。由Lorentz变换导出运动媒质中平面波Maxwell方程。基于这些结果，应用Lorentz变换获得了平面波从自由空间垂直入射到各向同性运动等离子体半空间时反射波与透射波的有关特性。

相对论正负电子对双温等离子体中纵波线性色散关系

汪浩, 刘三秋, 杜建强

2009, 29(3):  199-202. 

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导出了无磁化无碰撞各向同性相对论正负电子对等离子体纵波的色散关系。使用逐次近似的标准技术，对两种极限情况下的纵波色散方程进行了解析研究。将完全色散方程进行变换，使它们完全适用于在需要完全相对论处理的温度范围内进行数值计算。用数值模拟方法得到了用解析方法不能得到的完全的色散曲线。

HL-2A装置同心圆线圈测量逆磁效应

谢炜民，季小全，冯北滨，董春凤，杨青巍

2009, 29(3):  203-207. 

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介绍了HL-2A装置上同心圆逆磁测量的原理以及同心圆系统的设计，包括线圈面积差的确定和积分电路的设计。对实验数据的分析表明，通过对杂散场的有效补偿，同心圆逆磁测量系统可获得较高的信噪比，能够在一些较复杂的放电条件下可靠地获取等离子体逆磁信号。

HL-2M装置环向场线圈电磁力计算

商胜峰，刘德权，李 强，李广生，乔 涛，邹 晖，冉 红，蔡立君

2009, 29(3):  208-213. 

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为环向场线圈防倾覆结构及其它支撑部件的设计提供依据，采用有限元实体模型分析方法，通过电磁-结构耦合计算对HL-2M装置的环向场线圈进行电磁力分析。计算结果表明，在目前的防倾覆结构和一般的运行情况下，环向场线圈所受最大剪切应力约为7.2MPa，在材料许用应力范围之内。

EAST超导托卡马克中HALO电流的模拟分析

彭玉华，宋云涛，武松涛

2009, 29(3):  214-218. 

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基于EAST超导托卡马克实验装置，给出了HALO电流计算方法和计算过程，并通过自由能方法模拟得出了等离子体电流、HALO电流在等离子体破裂过程中随时间的演化过程。

ITER高温超导电流引线超导模件的研究

杨长春，武松涛，毕延芳

2009, 29(3):  219-223. 

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根据ITER电流引线的要求，设计和试验了分别由全铍铜(Be2%Cu)、全不锈钢(SS)和二元金属(BeCu/SS)三种不同类型分流器制作的68kA电流引线的1/90试件。研究了超导段各组件的性能，详细讨论了失冷故障实验结果。结果表明，对比全铍铜和全不锈钢分流器，二元分流器制作的超导模件更能够提高安全性以及减小冷端漏热，满足ITER高安全性和低热负荷的要求。

核聚变工程技术

HL-2M装置低杂波天线子波导设计与波谱计算

白兴宇, 曾建尔, 饶军

2009, 29(3):  224-228. 

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HL-2M装置低杂波天线被设计为多栅阵列天线，天线由4行波导组成，每行32个子波导。子波导宽度为0.99cm，壁厚0.3cm，相邻子波导相差取90°。计算得到的反射系数R=0.0261，N_||峰值中心为2.375。边缘等离子体电子密度梯度对波谱峰值中心位置没有影响，波峰相对宽度则随之增大而减小。在边缘等离子体电子密度梯度 的情况下，相邻子波导相差为81°时，天线方向性系数最好，为0.2010；反射最小，为0.0223，此时波谱峰值中心为2.125。

HL-2M真空室截面形式及重力支撑的初步分析

李勇, 刘德权, 冉红, 蔡立君, 曹曾, 李强

2009, 29(3):  229-233. 

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利用有限元分析软件ANSYS对不同截面的真空室做静力分析，结果表明圆弧形结构比多边形结构强度好。分别对8、16个重力支撑的真空室做静力分析，得到真空室与重力支撑连接位置的应力变化，优选了真空室重力支撑数量。优化设计了真空室与重力支撑连接位置，使其在烘烤时热应力减小。

HTS大电流引线的阻性换热器安全性与效率

毕延芳, 丁开忠

2009, 29(3):  234-238. 

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介绍了高温超导(HTS)大电流引线设计的安全性与效率的相关理论以及实验研究。实验结果表明：安全性与阻性换热器(HEX)的电流密度和HTS组件的温度裕度相关，换热器的效率涉及冷却气流的流量、它与换热面积、传热系数、铜材RRR值和换热器的优化长度等相关。

HL-2A装置ECRH阳极高压电源系统研制

陈文光, 康自华, 王明伟, 饶军

2009, 29(3):  239-243. 

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ECRH阳极高压电源系统由高压直流电源及调制器两部分组成。高压直流电源采用晶闸管调节升压变压器的输入电压，在低电位端利用三极管串联线性调整输出DC电压，控制器采用了内外双闭环控制技术，其最大输出为30kV/130mA；调制器使用真空四极管为核心部件。使用仿真软件对电路进行了优化设计。独立调试实验及HL-2A装置放电实验数据表明，该电源系统具有大范围调压、低纹波输出、快速调制等特点。

J-TEXT装置纵场电源控制系统的实现

邱胜顺, 庄革, 张明, 方鉴明

2009, 29(3):  244-247. 

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基于QNX实时操作系统的IDE编译平台，设计开发了J-TEXT装置纵场电源的实时控制系统。该系统具有良好的实时性、可靠性和稳定性，成功控制纵场电源产生了92.5kA、平顶时间为1s的准梯形脉冲电流，在等离子体中心产生1.74T的磁场，满足了J-TEXT装置目前放电实验的需要。

HT-7装置HCN信号测量与处理算法设计

舒双宝, 罗家融, 刘连忠, 王华忠

2009, 29(3):  248-252. 

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通过HCN信号的测量与处理来获得等离子体电子密度。采用硬件相位差计获取HT-7装置中原始HCN信号，根据对该信号特点的分析, 设计出信号去零漂、信号翻转、基于模糊逻辑的去噪处理算法。在HT-7装置实验中，使用该算法获得了较高精度的低噪音等离子体电子密度。

基于PLC的EAST LHCD高压电源反馈控制系统设计

胡怀传, 单家方

2009, 29(3):  253-257. 

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介绍了基于PLC的EAST LHCD -35kV/5.6MW高压电源反馈控制系统设计。系统采用工控微机(PC)和PLC对高压电源进行控制，采用PID控制算法实现高压电源电压的反馈控制。操作系统是基于QNX实时操作系统。实验结果证明，该反馈控制系统具有良好的控制性和可靠的保护性。

中国ITER固态实验包层模块第一壁结构初步分析

赵周, 冯开明, 张国书, 袁涛

2009, 29(3):  258-263. 

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对中国氦冷固态增殖剂实验包层模块(CH HCSB TBM)第一壁的重力分析结果表明，由重力导致的应力和位移形变很小，可以忽略其影响；而第一壁的热结构分析表明，第一壁铍保护板的应力偏大，从结构设计角度出发建议采用钨铜合金代替铍作为第一壁的保护材料。

ITER校正场线圈的结构分析

曾文彬, 吴维越

2009, 29(3):  264-269. 

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阐述了ITER遥控运输车初步结构和工作状况，运用有限元方法对其进行模态分析并在地震载荷作用下进行加速度反应谱分析，验证了遥控运输车在地震情况下的安全性并给下一步的优化设计和实验提供了参考数据。

ITER遥控运输车初步结构及抗震分析

王芬芬, 姚达毛, 李格

2009, 29(3):  270-274. 

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参考文献 | 相关文章 | 计量指标

阐述了ITER遥控运输车初步结构和工作状况，运用有限元方法对其进行模态分析并在地震载荷作用下进行加速度反应谱分析，验证了遥控运输车在地震情况下的安全性并给下一步的优化设计和实验提供了参考数据。

EAST装置交替式积分器设计

王勇, 季振山, 罗家融

2009, 29(3):  275-278. 

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在一种自动补偿零漂积分器的基础上，设计了一种交替式积分器。该积分器把积分时间分割为短时间段，用两个自动补偿零漂积分器交替进行积分，通过累加电路将每段积分信号累加起来得到完整的积分信号。积分器采用CPLD控制时序，在400s内的漂移在10mV左右，能够满足EAST装置实验的需要。

基于DSP的模数混合长时间积分器

杜晓英, 季振山, 王勇

2009, 29(3):  279-283. 

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设计了基于数字信号处理技术的混合式长时间积分器，利用DSP计算出一定时间t内积分器的漂移斜率，从而计算出漂移量，进行扣除，达到减少漂移的目的。EAST装置上的实验结果证明，积分器解决了零点漂移的问题，适合于托卡马克放电实验中诊断信号的测量。

等离子体应用

固体工质等离子体发生器流场参数的诊断

刘磊, 曹金祥, 牛田野, 刘鑫, 袁雷, 邬润辉, 任爱民, 孟刚

2009, 29(3):  284-288. 

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利用朗缪尔探针和发射光谱两种诊断手段，测量了某固体工质等离子体发生器的喷流流场参数。结果表明，在输入功率为2kW时，发生器可持续稳定工作300s；发生器燃烧室内最高温度为800K。稳定工作时，发生器壳体结构正常，没有发现损毁现象；等离子体喷流的电子密度为10¹¹～10¹²cm^–3量级，电子温度为1.5～3.5eV。