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2007年 第27卷 第2期    刊出日期：2007-06-15

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研究报告

HL-2A边缘静电涨落及其输运的实验研究

程 均，严龙文，洪文玉，钱 俊

2007, 27(2):  81-86. 

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在一次稳定放电过程中利用快速扫描气动探针系统得到电子温度、密度、等离子体电位、极向电场以及它们的涨落、粒子通量、能量通量在径向的分布。研究了HL-2A装置边缘的静电涨落及其输运。实验结果指出，在等离子体边缘涨落量不服从玻耳兹曼关系，存在由于等离子体空间电位的梯度所产生的径向电场剪切层。分析了涨落对边缘约束的影响。

Suppression of Rayleigh-Taylor instability by gyroviscosity and sheared axial flow in imploding plasma pinches

HUANG Lin, JIAN Guang-de, QIU Xiao-ming

2007, 27(2):  87-94. 

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利用SHML模型计算了密度为ρ=1g?cm^-3、温度为150eV、200eV、250eV、300eV、400eV的Sn等离子体的随光子能量变化的辐射不透明度及Rosseland平均不透明度。分析了不透明度随光子能量变化曲线的吸收峰值(不透明度峰值)与能级跃迁的对应关系。还将Sn的Rosseland平均不透明度与DCA/UTA及STA模型计算结果作了比较，吻合较好。

EAST极向场线圈在等离子体放电过程中的热负荷

谭运飞，翁佩德，孙有文，刘 方，李少磊

2007, 27(2):  95-100. 

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通过求解椭圆积分，计算了EAST极向场系统的磁场分布，从而计算出极向场线圈在等离子体放电过程中的热负荷。并根据磁体运行的热工水力条件估算出极向场线圈在等离子体放电过程中的最高温升。

EAST纵场磁体系统16kA高温超导电流引线的研究

朱银锋，武松涛，毕延芳，马登奎，武 玉

2007, 27(2):  101-105. 

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在全超导磁约束核聚变装置EAST中，采用高温超导电流引线将处于室温的电源连接处于超临界氦温区的超导磁体上。为降低实验过程中的运行成本，EAST装置中纵场磁体的电流引线采用混合式结构。电流引线测试结果表明引线符合设计要求。

利用相对论性屏蔽类氢模型计算等离子体的原子数据

段耀勇，郭永辉，蒯 斌

2007, 27(2):  106-112. 

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利用试验势法和平均半径-屏蔽电荷迭代法研究基于解析势的相对论和非相对论屏蔽类氢模型。通过对屏蔽电荷的计算和比较，证实平均半径-屏蔽电荷迭代法无论在效率上还是计算精度上优于试验势法。与More和Faussurier屏蔽类氢模型比较，在电子电离能、离子总能量和电子跃迁能量的计算结果精度方面，基于解析势的相对论性屏蔽类氢模型占有优势。

Sn等离子体辐射不透明度随温度的变化

闫安英1，包兴明2，姜 明1

2007, 27(2):  113-116. 

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利用SHML模型计算了密度为ρ=1g•cm^-3、温度为150eV、200eV、250eV、300eV、400eV的Sn等离子体的随光子能量变化的辐射不透明度及Rosseland平均不透明度。分析了不透明度随光子能量变化曲线的吸收峰值(不透明度峰值)与能级跃迁的对应关系。还将Sn的Rosseland平均不透明度与DCA/UTA及STA模型计算结果作了比较，吻合较好。

HL-2A装置像素法二维层析成像分析技术的诊断应用

邓 玮，董云波，崔正英，傅炳忠

2007, 27(2):  117-122. 

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在HL-2A的实验中，我们采用了一种像素法二维层析成像分析技术对软X射线进行反演成像。该方法可对等离子体截面软X射线分布提供详细及可视化的研究方法。该二维层析反演方法已经在HL-2A上得到了成功应用, 重建了杂质注入过程和双锯齿破裂过程。

HL-2A装置ECRH波迹和功率沉积计算

宋绍栋，刘 永，张锦华，何宏达，饶 军

2007, 27(2):  123-126. 

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采用TORAY代码对HL-2A装置ECRH系统在单零点偏滤器位形下的波与等离子体相互作用的情况进行了模拟计算，研究了等离子体和波参数对ECRH波迹和功率沉积以及电流驱动的影响。根据数值计算结果，HL-2A装置ECRH系统在等离子体线平均密度为3.0×10¹³cm^-3、中心电子温度为1.19keV的情况下，以O模作为入射波垂直入射时的单次吸收系数为99.3%，最大电流驱动效率为0.005×10²⁰A•W^-1•m^-2。

HL-2A装置实验高性能计算系统与应用研究

陈燎原，潘 卫，张锦华，廖 敏，李永革，罗萃文，王修慧

2007, 27(2):  127-130. 

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HL-2A装置实验高性能计算系统共有130个CPU，配置了多种工具软件和程序编译器；系统峰值性能为每秒7680亿次浮点运算，并且具有很好的可管理性与可扩展性。以此为基础开展了程序调优研究，HL-2A装置实验应用研究，并取得了进展。

HL-2A装置中基于循环制冷机的弹丸发射器方案设计

徐红兵，刘德权，肖正贵，朱根良，王明建

2007, 27(2):  131-136. 

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为在更高参数运行的HL-2A装置上实现等离子体芯部加料，设计了一套基于G-M循环制冷机的25管弹丸注入系统。描述了该系统的构成、工程参数，给出了系统的结构设计，并对各组成部件进行热力分析计算。对枪管温度梯度的建立及控制、弹丸注入方式等进行了讨论。

EAST复合材料绝缘子性能有限元分析

张远斌1，潘皖江2，奚维斌2，盛道林2

2007, 27(2):  137-140. 

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用有限元法对EAST装置磁体系统的高性能氦气密复合材料绝缘子性能作了全面的分析。结果表明：绝缘子可满足承受EAST装置耐电压15kV的使用要求；热应力对绝缘子的绝缘层影响最大，外力对绝缘层应力的影响可忽略；EAST复合材料绝缘子具有优良的低温力学性能。

EAST电流引线氦气流动的压力降计算

康志成1，兰建设2，丁立人3

2007, 27(2):  141-144. 

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用有限元软件Fluent对EAST超导磁体电流引线中氦气流阻进行了计算。计算中对氦气模型进行了简化和分段，相邻两段模型间采用流量边界条件和压力边界条件进行耦合。计算结果表明：氦气的压力降主要集中在靠近室温端；气体模型厚度越薄，氦气压力降越大；通过电流引线的电流越大，氦气的压力降越大；在引线片凸纹的狭窄处氦气速度很大，在靠近室温端时最大可以达到21m•s^-1左右。

EAST超导托卡马克装置逆磁线圈设计

奚维斌，沈 飚，钱金平，武松涛，万宝年

2007, 27(2):  145-149. 

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介绍了EAST托卡马克逆磁线圈加补偿线圈的逆磁测量。该方法的优点是补偿线圈有效地消除了纵场线圈产生的磁通变化，而调节机构能降低来自极向场的误差信号。详细地叙述了逆磁线圈工程设计中考虑的材料选择和结构设计对逆磁线圈的影响。最后给出了次测量系统的误差分析。

等离子体有机聚合覆膜反应装置与应用

王 宏1,2，李来风1，黄传军1，时东陆3

2007, 27(2):  150-155. 

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简述了当今倍受关注的等离子体聚合薄膜技术和各种等离子体纳米聚合反应装置，讨论了各种纳米材料如氧化锌(ZnO)、碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)等离子体表面改性结果。

射频感应等离子体的Langmiur探针和光谱诊断

张 健，任春生，齐雪莲，王友年

2007, 27(2):  156-162. 

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用Langmuir探针对射频（13.56 MHz）感应等离子体进行了诊断，给出了Ar等离子体轴向和径向参数随气压的变化。采用发射光谱测量了等离子体中氩原子的750.3nm谱线强度随气压在轴向的变化，其变化趋势与Langmuir探针测量结果的变化趋势相一致。测量了氩离子的434.8nm谱线强度随气压在轴向的变化并获得了氩离子的434.8nm谱线强度与氩原子的430.0nm谱线强度的比值在轴向三个不同位置的变化。从测得的结果可知：在放电室中上部形成了均匀稳定的高密度等离子体，在靶附近有所降低，在中部以下等离子体密度逐渐变低；在径向6~7 cm以内的区域等离子体参数变化不大，形成了均匀稳定的等离子体，等离子体参数在器壁处变化明显。

用在线椭偏仪研究非晶碳氢膜沉积和刻蚀过程

孙超，徐军，马腾才

2007, 27(2):  163-167. 

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利用在线椭偏仪对非晶碳氢膜进行了光学常数、沉积率和刻蚀率的测量。在无直流负偏压或偏压较小时，薄膜呈现聚合物结构，折射率和消光系数较小；当增加直流负偏压时，薄膜的折射率和消光系数显著提高，所成膜为硬质非晶碳氢膜。在以CH₄作为气源进行沉积时，随着偏压的增加，沉积率先升高再降低，在偏压为-100V时，沉积率为最大。H₂/N₂(30% N₂)的混合气体的刻蚀率要比单独用H₂作为刻蚀气体的刻蚀率要大。对于CH₄/N₂ (30% N₂)，在偏压从0V增加到300V过程中，在大约50V时，基底上的薄膜有一个从沉积到刻蚀的转化过程。

磁驱动滑移弧功率变化过程的研究

李辉，陶小平，王传兵

2007, 27(2):  168-171. 

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讨论了在相距25.0mm长度40.0mm的平行电极间的由强度可达6040Gs的外磁场驱动的滑移弧功率变化过程，分析了滑移弧等离子体所处的状态。当电弧运行在电极平行段时，电弧功率在0.65kW附近剧烈振荡；当电弧接近平行电极顶端时，电弧功率由约0.65kW迅速增加到约2.0kW。在一个放电周期内，电弧功率基本上是从小到大持续增加的，由弧电源提供能量来维持滑移弧等离子体的平衡状态。根据Ozlem Mutaf-Yardimici等人的理论，此时滑移弧等离子体仍处于平衡态。

交流等离子体喷束的浓度调制光谱诊断

孙殿平，朱轶，刘煜炎，陈扬骎

2007, 27(2):  172-176. 

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采用浓度调制光谱技术研究了连续交流放电产生的氮等离子体喷束。当放电峰峰电压V_PP大于9.6kV时，氮离子以脉冲形式产生，每个放电电压周期产生一次。此时监测到交流放电电流上有一反向电流尖峰，该电流尖峰是等离子体喷束中氮离子惯性运动形成的，其强度与浓度调制光谱的强度成正比。根据浓度调制光谱的1f/2f检测结果，提出了一个理论模型，解释了上述现象。