当期目录

2022年 第42卷 第s1期    刊出日期：2022-05-15

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核聚变工程

二代高温超导带材耐高温性能研究

乔 奇, 王梦琳, 裴亚田, 李道政, 尹少武, 赵 玲, 朱自安, 宁飞鹏

2022, 42(s1):  97-101.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1001

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通过有限元软件对由20层高温超导带材所制成的超导叠带在覆铝时的温度分布进行模拟，模拟结果表明在覆铝过程中两侧带材均会经历420°C以上的高温。对几种高温超导带材在不同温度和持续时间下，对其ReBCO侧、哈氏合金侧和双侧分别加热进行高温实验，测试得出了各带材临界电流的退化情况。实验结果表明，高温对带材造成了性能退化，不同样品的带材性能退化程度不同。

离散余弦型线圈结构的二极场应用研究

梅恩铭, 吴 巍, 孙良亭, 张京京, 张 翔, 杨 静, 欧贤金, 尤 玮, 杨颜冰, 梁 羽, 赵丽霞, 郑亚军

2022, 42(s1):  102-107.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1002

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介绍了粒子加速器中超导二极试验磁体中离散余弦型(DCT)超导线圈的电磁设计、线圈制作和验证测试过程。

窄堆线的堆叠方式对高温超导管内电缆导体临界电流的影响

沈剑侠, 李柱永, 席东民, 张 龙, 宋 萌, 夏亚君

2022, 42(s1):  108-113.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1003

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为了提高超导缆线的结构性能，将利用2mm宽的超导带材形成窄堆线，并将其嵌入到开槽铝管中，制备成一种基于窄堆线的高温超导管内电缆导体。通过临界电流测量实验，研究了不同带材根数和不同扭绞节距对高温超导管内电缆导体临界电流的影响。结果表明，扭绞节距一定时，带材堆叠根数越多，临界电流折损率越大；当扭绞节距最小为100mm时，超导窄堆线依旧能保持良好超导特性，且临界电流未发生较大折损。

拓扑材料γ-PtBi2的变温晶体结构研究

张世车, 刘 威, 杨 萌, 林 宇, 冯 娅, 石友国, Kenya Shimada, 杨晓峰, Darren C Peets, 何少龙

2022, 42(s1):  114-119.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1004

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利用X射线衍射(XRD)、角分辨光电子能谱(ARPES)和能带计算的方法研究了不同温度下γ-PtBi2的晶体结构。利用单晶XRD确定了室温下晶体的结构为P31m。为了确定低温时样品的晶体结构，用ARPES测得了样品的电子结构并与计算结果进行了对比，结果显示样品的结构与P31m相吻合，这表明在低温时样品依然保持P31m结构。进一步的高温XRD研究表明，在高温时样品的晶体结构仍为P31m结构。

基于遗传算法的紧凑型高温超导托卡马克磁体优化

梁瀚予, 盛 杰

2022, 42(s1):  120-124.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1005

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基于遗传算法和二维轴对称磁场有限元模型对高温超导托卡马克装置磁体进行了优化设计。以超导带材使用量最少为优化的目标函数，在给定的背景场设计指标和高温超导带材在50K、不同背景场的临界电流数据下，对磁体物理参数以及运行电流进行优化，得到了托卡马克高温超导磁体在50K温区下的设计方案。

深度神经网络在自动瞄靶技术中的应用研究

夏立琼, 陈伯伦, 王 鹏, 王 峰

2022, 42(s1):  125-130.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1006

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基于Mask R-CNN模型，对惯性约束聚变实验研究中靶图进行关键结构的语义分割，通过计算中心来定位目标靶点位置，通过模拟靶图数据来验证算法的可行性。在算法验证过程中通过程序批量生成不同结构参数、不同角度的模拟靶图作为数据集，然后通过增噪、成像位置变换等操作拓展样本数量。在大样本数量基础上对算法模型进行训练测试，实现语义分割，通过计算注入孔的中心得到目标靶点位置。测试结果显示准确率和召回率均在97%以上，在靶点识别精度上优于10个像素点。

激光实验诊断集成管控系统中人工智能技术应用

陈伯伦, 王 鹏, 夏立琼, 童 杰, 杨 川, 苏春晓, 王 峰, 杨家敏

2022, 42(s1):  131-136.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1007

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针对激光聚变实验中诊断系统种类多、原理各异、排布变换频繁等特点，发展了基于流程驱动的诊断集成管控系统。对控制节点中依赖经验以及人工判读的测量系统参数配置、系统瞄准、多诊断系统空间干涉等操作流程，开展基于深度学习技术的示波器量程智能化设置、自动瞄准以及空间干涉预警技术等诊断系统智能化控制方法的初步探索。

惯性约束聚变实验中空间干涉检测与预警系统设计

王 鹏, 陈伯伦, 夏立琼, 苏春晓, 王 峰

2022, 42(s1):  137-143.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1008

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针对惯性约束聚变实验中多诊断系统在有限空间同时作业引发碰撞风险的问题，设计了基于碰撞目标检测和空间距离测算方法的空间干涉检测与预警系统，分析了真空靶室特定环境下不同实现方法的适用条件和可行性。实验室条件下模拟验证结果表明，基于结构光深度图像获取方法可获得较好的碰撞距离测量精度，在靶室半径探测距离内空间测距误差不大于3cm，为靶室空间干涉检测与预警提供了一种可行的解决方案。

等离子体物理

CFETR雪花偏滤器位形放电模拟及电磁仿真分析

宋 强, 杨锦宏, 陆 野, 桂 腾, 汪卫华

2022, 42(s1):  144-151.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1009

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采用TSC程序对中国聚变工程实验堆CFETR装置进行放电模拟，得到了下单零偏滤器和雪花偏滤器放电位形，将TSC中两种偏滤器放电位形的模拟结果，作为源项导入到有限元分析软件进行电磁仿真计算，在已建立的CFETR包层及偏滤器等三维仿真模型上，对两种偏滤器放电位形下的包层和偏滤器等部件进行电磁载荷分析和对比，结果可为CFETR的物理和工程设计提供参考。

HL-2A装置密度极限附近边缘剪切流和极向剩余胁强的实验研究

龙 婷, Diamond P H, 柯 锐, 洪荣杰, 许 敏, 聂 林, 王占辉, 李 波, 高金明, HL-A团队

2022, 42(s1):  152-157.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1010

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报道了HL-2A装置密度极限附近边缘剪切流和极向剩余胁强的最新实验研究结果。研究发现，等离子体密度向Greenwald密度靠近时，等离子体响应由绝热响应向流体动力学响应转变，导致湍流雷诺胁强中的非扩散项——剩余胁强降低，其径向梯度表征的等离子体自发旋转力矩显著降低。边缘极向流的湍性驱动降低进一步导致边缘E×B 极向流剪切强度减弱。这些实验结果证明了湍流剩余胁强的降低是导致托卡马克密度极限附近边缘极向剪切层崩塌的关键因素。

Tikhonov算法在相干成像辐射率和流速反演中的应用

李兵利, 王天博, 聂 林, 龙 婷, 张霄翼, 王 灏, 张晓龙, 焦少东, 青万钧, 田 野, 潘 垣

2022, 42(s1):  158-163.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1011

摘要 ( )   PDF (55836KB) ( )  

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介绍了Tikhonov算法对HL-2A装置辐射率反演的应用，在修正了HL-2A装置相机定位造成的视弦偏移等问题后，采用Tikhonov算法获得了J-TEXT装置的辐射率和流速的反演图像。

基于卷积神经网络的HL-2A装置H模辨识研究

梁嘉禾, 刘松芬, 王鸿鹏, 杜 月, 王占辉, 陈逸航, 许 敏, 夏 凡, 杨宗谕, 钟武律

2022, 42(s1):  164-169.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1012

摘要 ( )   PDF (43576KB) ( )  

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基于HL-2A装置的放电实验数据，利用卷积神经网络和时间窗口算法开发了高约束(H)模时段的识别算法，得到了可靠的高成功率的高约束模时段识别结果。算法中，选取206次放电实验数据中等离子体储能及氘a通道信号作为双通道原始数据进行学习，得到一个深度为21层的二分类卷积神经网络。该网络模型经过其他474次放电数据的测试集检验，高约束模识别的正确率达到了98.17%。

高功率微波与大气等离子体相互作用研究

王华杰, 马 喆, 龚少博, 周 洁, 姜 来, 朱云亮, 肖晨宇, 许 敏

2022, 42(s1):  170-174.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.2022s1013

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研究了高功率微波持续击穿大气产生等离子体的演化过程，给出了微波干扰给定等离子体形成黑障效应的结果。