EAST离子回旋波加热1.5MW射频放大器的研究

介绍了EAST上ICRF辅助加热系统1.5MW射频信号源中工作频率为25～70MHz的末级功率放大器的研制工作,从最优工作参数、输入回路和输出回路三个主要方面详细分析了该级大功率宽频带射频放大器。经比较,分析结果和测试数据显示了很好的一致性,这为实现ICRF加热系统的可靠运行奠定了基础。     

MM—2U磁镜上ICRF系统中的天线参数测量及系统匹配

一、引言 目前用射频波对等离子体进行加热和稳定是受控核聚变研究中的重要课题之一。ICRF系统中的射频源技术已经比较成熟,现正向更大功率的方向发展。但是,用于等离子体实验研究的ICRF系统还有不少特殊问题需要解决。ICRF系统中传输、匹配、耦合所涉及到的物理和工程问题是相当复杂的,特别是作为ICRF系统负载的等离子体具有变参数,低阻抗的特性,这就更增加了工程设计和调试的难度,有许多问题有待于进一步深入研究解决。本文将从工程角度上,叙述ICRF系统中的设计和调试问题。     

HT-7上射频波加热时中子辐射行为的研究

HT-7超导托卡马克进行DD等离子体放电时,中子的辐射与辅助加热射频波的类型(LHW加热、ICRF加热)及功率密切相关.利用BF₃与³He正比计数管组成的快速时间分辨中子注量监测系统,研究了不同类型的射频加热对于中子产生机理及高能离子形成的影响.LHW加热功率较低时,易形成逃逸,产生大量的光中子.特定频率的ICRF(27 MHz,24 MHz)加热时,聚变中子所占份额以及总的中子产额均随波功率的增大而显著增涨. 关键词： 射频加热 中子 托卡马克     

HT-7 Tokamak离子回旋波和低杂波等离子体逃逸电子行为研究

HT-7 Tokamak拥有离子回旋波(ICRF)和低杂波(LHW)两套加热系统.ICRF主要对加热离子有比较好的加热效果,LHW则主要是通过电子Landau阻尼加热电子.除此之外,在ICRF和LHW协同加热的条件下,可以对等离子体产生更有效的加热效果,增加等离子体的聚变反应截面,增加聚变中子产额.本文报道了LHW对改善ICRF和等离子体耦合的重要作用,ICRF和LHW加热等离子体中电子温度随时间的演化过程,计算了放电过程中电子逃逸的阈值能量,分析了逃逸电子的产生过程,以及放电过程中的中子产额.研究结果发     

HT-6M托卡马克二次谐波离子回旋共振加热实验

报道在HT-6M托卡马克用28MH_z射频源对纯氢等离子体进行二次谐波离子回旋共振(ICRF)加热的实验,实验结果表明,对1/4周短天线,当天线输入功率为300kw时,天线功率密度可达1kw/cm~2,脉冲宽度为30ms,天线负载电阻为2(?).与理论估算值较为接近.实验得到的加热效率为1.5×10~13eV·cm~(-3)/kw,并观察到在ICRF加热时引起的较强的辐射以及高能电子的产生. 关键词：     

快波模式转换电子加热

利用全波方法对环形轴对称托卡马克等离子体中快波模式转换电子加热的机理进行了讨论,并针对EAST超导托卡马克上未来ICRF实验中可能的快波模式转换电子加热方案进行了模拟计算,为进一步ICRF实验方案设计优化提供了理论依据。     

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结合EAST超导托卡马克的物理运行参数,计算给出了装置在等离子体突然破裂时ICRF加热天线上感应电流和电磁力解析式及其随时间变化的曲线图,根据曲线图讨论了电磁力的极限情况和对ICRF加热天线结构的影响。     

离子迴旋共振加热对低杂波电流驱动的影响

离子迴旋共振频率(ICRF)波(ω=2Ω_D)和低杂(LH)波同时进入D-T聚变反应堆等离子体时,ICRF加热产生的高能D离子对LH波存在着较强的Landau阻尼吸收,影响了低杂波驱动电流(LHCD)的效率;提高LH波的频率,可降低加热离子对LH波的阻尼吸收。     

CSNS RCS射频系统双谐波模式低电平控制模拟实验

介绍了中国散裂中子源/快循环质子同步加速器一期工程(CSNS-Ⅰ/RCS)拟采用的双谐波加速方案。针对该方案需要在加速周期内对8个射频腔之一进行工作模式切换的特殊要求,对设计实现的基于现场可编程门阵列（FPGA）技术的数字化低电平控制系统采取了一系列优化措施,包括模式切换时段控制回路的开环、功率源两级调谐回路的错时闭环等。在射频系统样机平台开展的模拟实验表明该低电平控制系统动态性能良好,双谐波方案可行性得到了一定程度的验证。     

基于ATEasy的通用射频测试系统研究与实现

针对引进现代电子装备及系统中射频模块故障频发的问题,为实现对引进电子装备及系统射频模块的自动测试及故障诊断,达到降低外送维修成本、缩短维修周期、提高维修效率等目的,研制通用射频测试系统。通用射频测试系统硬件基于GPIB及VXI总线技术集成精密测试仪器仪表实现,利用VXI矩阵开关构建模块串并回路,设计系统通用接口适配器,提出自动测试射频模块工作电流及电压的电路设计;软件架构及测试程序采用美国GEOTest公司的ATEasy8.0。目前基于ATEasy集成开发环境开发射频模块测试程序,已实现20余种射频模块的自动测试及故障诊断。经验证,测试结果有效。该系统为引进现代电子装备及系统射频模块的测试开辟新的途径,提供新的支持。     

EAST ICRF����֧�Žṹ��������

鉴于EAST ICRF天线真空密封性和基于实验移动的要求,可移动支撑被设计用来支撑ICRF天线前部重量。通过理论计算公式对天线支撑结构进行计算,给出了不同截面尺寸、不同移动距离下支撑杆应力和变形情况。用有限元分析方法进行分析,分析结果和理论公式计算结果非常相近,满足设计要求。计算结果为支撑杆优化设计提供理论指导,计算方法为同类装置的支撑结构提供有益的借鉴。     

Dependence of FLR Effects on RF Power During ICRF Heating in Tokamak Plasmas

The characteristics of FLR effects and their dependence on RF power are studied during ICRF minority heating in tokamak plasmas. With the ion energy losses being taken into consideration, a critical heating power above which FLR effects may play an important role is derived. The quasilinear Fokker-Planck equation is calculated n umericallp It is shown that the analytically derived critical power is in good agreement with the numerical calculation.     

EAST 四条带ICRF 天线的三维电磁场分析

采用3 维电磁场代码CST MWS 对EAST 4 条带的离子回旋(ICRF)天线性能进行模拟研究,分析了天线的耦合阻抗随频率的变化,计算了电流和波谱的分布,模拟研究了不同电流相位对天线的电压击穿打火和引入杂质的影响。计算结果表明：此EAST 的ICRF 天线耦合阻抗和波谱总体设计合理;但天线局部电场较高,当环向电流条带为(0, 0, 0, 0)相位时E_max 为3.61MV•m⁻¹ 超出击穿阈值,经过结构尺寸的优化后E_max 低于阈值。同时表明天线运行时限制器处有较高的RF 电势,当电流相位为(0, π, π, 0)时法拉第屏前10mm 处的RF 电势是(0, 0, π, π)相位时的1/3。     

EAST中快离子Dα诊断光电检测系统的设计

设计了具有高时间和空间分辨率EAST 快离子D_α 的光电检测系统,它由16 路光电倍增管(PMT)和电流放大器(采用蓝宝石材料代替传统印刷板电路)构成。为了使快离子D_α (FIDA)信号在中性束注入时能从其他光源的在同一光谱范围内的谱线中检测出来,系统参数设计为整体光子-电压增益5.0×10⁹、电流放大器增益10⁶V/A、-3dB 带宽500kHz。实验结果表明,该光电检测系统可以很好的检测到快离子D_α (FIDA)信号,并有助于从D_α 光的多普勒偏移光谱推断快离子特性。     

EAST ICRF天线移动结构设计

根据EAST物理实验要求,EAST ICRF天线被设计成带有一种沿着EAST装置径向方向移动的液压驱动导轨式结构.为了验证移动结构的可行性,对ICRF天线移动结构支撑部件通过公式和有限元方法进行了相关的计算分析,分析结果满足设计要求.对ICRF天线整体结构进行了受力分析以及对装配好的ICRF天线移动结构进行了调试,受力...     

ICRF Heating Theory

The fundamental aspects of plasma heating in the Ion Cyclotron Range of Frequencies (ICRF) are presented, with an emphasis on heating tokamak devices. Topics include wave propagation, minority heating, ion-ion hybrid mode conversion, second harmonic heating, evolution of the ion velocity distribution, and ICRF antenna design.     

Study on divertor plasma behavior through sweeping strike point in new lower divertor on EAST

A series of L-mode discharges have been conducted in the new ‘corner slot’ divertor on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) to study the divertor plasma behavior through sweeping strike point. The plasma control system controls the strike point sweeping from the horizontal target to the vertical target through poloidal field coils, with keeping the main plasma stability. The surface temperature of the divertor target cools down as the strike point moves away, indicating that sweeping strike point mitigates the heat load. To avoid the negative effect of probe tip damage, a method based on sweeping strike point is used to get the normalized profile and study the decay length of particle and heat flux on the divertor target λ_js, λ_q. In the discharges with high radio-frequency (RF) heating power, electron temperature T_e is lower and λ_js is larger when the strike point locates on the horizontal target compared to the vertical target, probably due to the corner effect. In the Ohmic discharges, λ_js, λ_q are much larger compared to the discharges with high RF heating power, which may be attributed to lower edge T_e.     

采用直接数字频率合成器混频信号的高频功率源设计

 提取直接数字频率合成器芯片AD9850输出的混频信号作为系统的频率源,介绍了高频功率源的结构和原理。系统的工作频率范围为(96±1) MHz,最大输出功率为10 kW。驱动级采用MOSFET晶体管功率放大模块,末级采用高频真空四极管4CW10000B。四极管采用阴地电路,工作在甲乙类。高频功率源采用压控可变衰减器进行幅度调制,为满足系统的频率和幅值稳定度要求,功率源采用带温度补偿的晶体振荡器,并让四极管工作在过压状态。在应用Ziegler-Nichols法整定控制器的PID参数时,为实现控制系统的在线自整定,系统采用了继电反馈法,由极限周期和增益得出PID参数。