聚变等离子体中高能量粒子驱动的鱼骨模不稳定性研究

在考虑高能量粒子密度的空间分布及箍缩角分布的条件下,建立了研究鱼骨模的色散关系,并作了数值研究。结果表明：当高能量粒子的密度高于某个阈值时,鱼骨模会在高能量粒子密度梯度最大处被激发,其频率与高能量粒子的环向进动频率一致。在高β_h 区间,高能量勉强通行粒子将驱动鱼骨模进入第二稳定区。高能量捕获粒子能激发非共振鱼骨模,与勉强通行粒子激发的鱼骨模类似,在高β_h 区存在第二稳定区。     

HL-2A 装置中高能量捕获电子鱼骨模不稳定性研究

结合HL-2A 装置的参数,在电子回旋共振加热(ECRH)离(在)轴加热的情况下,研究高能量捕获电子驱动的鱼骨模不稳定性。数值结果表明,高能量电子极向比压β_h 大于某一个比压阈值β_h,crit 时,鱼骨模会被高能量电子激发,其频率随高能量电子极向比压的增大而缓慢增加且与高能量电子的环向进动频率一致;比压阈值β_h,crit 随着高能量电子密度剖面峰化程度的增加而减小,但当密度剖面增大到一定值时比压阈值β_h,crit 趋近于一个常数。此外,还分析了箍缩角和扰动能对鱼骨模实频和增长率的影响。发现在箍缩角α₀ =1附近增长率有一极小值,表明高能量勉强通行电子对鱼骨模具有稳定作用;而扰动能 δWˆ_c增大时,鱼骨模表现出实频变大而增长率变小的特征,这表明了本底等离子体对鱼骨模有一定的稳定效果。     

托卡马克装置中等离子体环向旋转对三维响应场的影响

本文利用MARS-F程序,数值研究了HL-2M托卡马克装置高比压等离子体中,环向旋转对外加共振磁扰动场的响应特性的影响.研究发现,等离子体响应显著改变共振磁扰动的谱分布,并影响等离子体内部共振磁扰动场与共振磁扰动线圈电流相位差的依赖关系,从而改变有理面处径向扰动场的幅值.当边界旋转频率较小时,在最外有理面处,等离子体响应对外加共振磁扰动场有明显的放大效应.通常,边缘局域模的控制效果依赖于最外有理面处共振磁扰动场的幅度,因此可通过控制旋转剖面实现对共振磁扰动场的调控,进而优化边缘局域模的控制方案.     

离子动力参数区托卡马克电阻性内扭曲模稳定性分析

利用离子动力参数区的内扭曲模色散关系分析了托卡马克等离子体电阻性内扭曲模的频率和增长率随磁剪切量s₀的变化。我们发现:存在一个临界磁剪切量s_0c,只有当s₀>s_0c时,即中心安全因子q₀小于某个临界值q_0c时,电阻性内扭曲模才能被激发。另一方面,随着磁剪切量s₀的加大,增长率增大的趋势比相应的磁流体电阻性内扭曲模快得多,因而与锯齿的快崩裂有内在的联系。所 关键词：     

高能量粒子再分布模型在CFETR上的应用

在中国聚变工程实验堆(CFETR)设计参数下,利用一种高能量粒子(EP)物理简化模型分析了磁流体动力学(MHD)不稳定中新经典撕裂模(NTM)引起的粒子再分布和损失。相位矢量旋转法利用EP相空间中小间隔区域内跟踪探测粒子对来判定粒子轨道随机与否,即记录连接矢量旋转角的方法标记该区域是否存在KAM面破缺,以此为据修正相空间的粒子分布函数和判断粒子损失。利用相空间探测粒子对相位矢量旋转法标记一定NTM幅度下的随机区域分布并迭代得到稳态分布剖面。对捕获粒子区域的共振岛探测结果表明,低频或零频率扰动不会与高能量α粒子形成有效共振,MHD扰动和有效碰撞效应可能使捕获-通行轨道边界附近形成损失通道。     

Co掺杂对铁磁金属La0.8Sr0.2MnO3磁电阻影响机理

通过对La_0.8Sr_0.2Mn_1-yCo_yO₃(y≤02)饱和磁矩和输运的测量,研究了Co对La_0.8Sr_0.2MnO₃的磁电阻影响机制.结果表明,在La_0.8Sr_0.2Mn_1-yCo_yO₃（y≤02）中Co³⁺离子是低自旋态.由于Mn³⁺—O—Co³⁺—O—Mn³⁺类型的磁交换与Mn³⁺-Mn⁴⁺离子间双交换作用相比较弱,Curie温度T_C附近的磁电阻随着Co掺杂量的增加而降低.与此相反,由于Co²⁺离子与e_g巡游电子的反铁磁交换耦合作用,低温区间的磁电阻随着Co掺杂量的增加而升高. 关键词： 低自旋 磁电阻 磁交换作用     

小磁岛转动引起的沿磁力线电流对撕裂模的影响

利用离子香蕉轨道中心坐标和香蕉轨道平均算符,讨论了磁岛转动引起的沿磁力线电流分布及其对新经典撕裂模演进的影响。结果显示,考虑此电流的影响,当磁岛旋转频率ω=ω_*i 时,被离子香蕉轨道宽度效应削弱的自举电流驱动项基本恢复;当ω=ω_*e时,离子香蕉轨道宽度效应对自举电流驱动项的削弱则加剧。这意味着磁岛转动方向不同时,此沿力线电流能显著增大或减弱离子香蕉轨道宽度效应对自举电流驱动项的削弱作用。     

HL-2A 装置可见光诊断方法初探

等离子体H_α 径向分布的测量是等离子体实验中的重要内容。在HL- 2A 实验中, 等离子体成像系统中的CCD 图片记录了等离子体辐射信息, 特别是H_α  线辐射信息( 在相机前加H_α 滤光片) 。因为光测量是辐射的线积分, 数据的处理和分析显得十分必要的。利用等离子体可见光成像系统, 采用Abel 变换, 得到H_α  在HL- 2A 装置中的径向分布, 提供了一项可靠的测量手段。     

扰动对一维局域模的影响

在紧束缚模型基础上，考虑到缺陷、温度、掺杂等外界因素的影响，用方形随机分布模拟了格点原子扰动对一维局域模的影响.给出了不同扰动参数σ下，孤子和极化子中各个局域模的变化情况.计算发现，由于孤子g₁模的钉扎效应，扰动后，弱模g₄定域性会得到加强，还会产生两个新定域模g′₁和g′₂，它们与相应的g₁和g₂模有相同的节点和宇称 ；极化子的g₇模在畸变较大时将 关键词： 扰动 局域模 聚合物     

电流非单调分布时的电阻流体不稳定性

本文用数值方法研究了位形存在两个共振面时电阻流体活动的特性。计算是在不同电流分布和不同电导率的情况下,对m=2的扰动做的。结果表明,电阻MHD活动的特征及其增长率不仅依赖于电导率的大小和电流径向剖面峰化的程度,而且依赖于两个共振面之间磁垒的高低。文中还详细介绍了数值方法,这个方法已用于研究撕裂模的非线性演化。 关键词：     

脉冲发电机电源宽频变化情况下锁相技术仿真

针对在基波频率变化情况下传统锁相环无法进行正确锁相的问题,提出了基于同步参考坐标系的追踪型三相软件锁相环。三相电压信号(V_a、V_b、V_c)经同步坐标变换后,得到两相静止坐标(V_α、V_β)信号,再经过旋转坐标变化后获得(V_d、V_q)信号;V_q信号经过低通滤波后,进行动态信号延迟,其延迟的时间由输出的频率信号获得;把延迟前后的信号做差,经过PID调节后输出为角频率,对角频率积分后获得稳定基波正序相位。为了验证该算法,基于matlab建立了仿真模型。仿真结果表明,该锁相环在电源基波频率线性变化情况下其相移时间小于0.2ms,在脉冲发电机电压基波频率非线性变化情况下需要经过一个周波也能获得精准地锁相,其运用于有源电力滤波器有效地抑制了脉冲发电机的输出谐波。     

Destabilization of internal kink modes at high frequency by energetic circulating ions

A theoretical model is proposed to interpret the high-frequency fishbone instability observed in tangential neutral-beam-injection discharges in a tokamak. It is shown that, when the beam ion beta exceeds a critical value, energetic circulating ions can indeed destabilize the internal kink mode through circulation resonance at a high frequency comparable to the circulation frequency of the energetic ions. The critical beta value of the energetic ions, the real frequency, and the growth rate of the mode are in general agreement with the high-frequency fishbone instability observed in experiments.     

A strategy to improve the electrochemical performance of Ni-rich positive electrodes: Na/F-co-doped LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_2

Ni-rich layered lithium transition metal oxides LiNi_xMn_yCo_zO_2(1-y-z ≥ 0.6) are promising candidates for cathode materials, but their practical applications are hindered by high-voltage instability and fast capacity fading. Using density functional theory calculations, we demonstrate that Na-, F-doping, and Na/F-co-doping can stabilize the structure and result into a higher open circuit voltage than pristine LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_2(NMC622) during the charging process, which may attain greater discharge capacity. F doping may inhibit the diffusion of Li ions at the beginning and end of charging; Na doping may improve Li ion diffusion due to the increase in Li layer spacing, consistent with prior experiments. Na/F-codoping into NMC622 promotes rate performance and reduces irreversible phase transitions for two reasons:(i) a synergistic effect between Na and F can effectively restrain the Ni/Li mixing and then enhances the mobility of Li ions and(ii) Ni/Li mixing hinders the Ni ions to migrate into Li layers and thus, stabilizes the structure. This study proposes that a layer cathode material with high electrochemical performance can be achieved via rational dopant modification, which is a promising strategy for designing efficient Li ion batteries.     

HL-2M等离子体对共振磁扰动线圈电流相位响应的模拟

在HL-2M托卡马克平衡位形(Ip=1.0MA,βN=1.62,q95=4.01)下,使用环形单流体程序MARS-F研究了等离子体对共振磁扰动(RMP)线圈电流相位差的响应.在最优相位差时,扰动磁场显著地改变边界层磁场的拓扑,形成明显的磁岛链,增加了等离子体在边界层的输运,降低了压强梯度,减小了对ELM的驱动.模拟结果...     

La1-xCaxMnO3(x≤1/3)中Ca掺杂的团簇化及其稳定性

运用原子模拟技术考察了La_1-xCa_xMnO₃(x≤1/3)中Ca的分布,发现低温下掺杂的Ca离子倾向于团簇化分布,形成纳米尺度的团簇.对加压和温度下团簇的稳定性也进行了研究,发现这种团簇在3 GPa和120 K下是稳定的.这种化学相分离可能是造成La_1-xCa_xMnO₃中结构和电磁性质不均匀的原因之一. 关键词： 原子模拟技术 锰氧化物 团簇 相分离     

PrNi$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;的磁和磁热性能研究

在一些磁性材料内, 磁性离子间交换作用和磁性离子的自旋涨落对材料磁性有影响. 本文根据磁比热实验值确定了晶场参数后, 利用包含自旋涨落的交换作用有效场H_m= n₀ (1 + γ T + β e^{ω T})M, 计算了PrNi₂晶体晶场能级的Zeeman劈裂. 在温度为3.8 K ≤T≤ 30 K范围内, 计算了该晶体多晶磁矩随外磁场的变化, 以及外磁场H=5000 Oe时磁化率倒数随温度的变化, 计算结果和实验值符合较好. 当外磁场在0–50000 Oe时, 计算的该晶体的磁熵变与已有文献的理论结果相似. 计算结果说明, 提出的包含自旋涨落的交换作用有效场不仅适合亚铁磁性晶体, 而且也适合顺磁性晶体. 关键词： 2')" href="#">PrNi₂ 磁比热 交换作用有效场 磁矩 磁熵变     

电场磁场平行型中性粒子分析器剥离单元和分析单元的设计与模拟

介绍了电场磁场平行型中性粒子分析器(E//B NPA)的剥离单元和分析单元的结构设计。剥离单元由剥离室(包括两个差分管和供气波纹管)、真空室(包括一个中性粒子进入孔和一个离子排出孔)和真空抽气系统组成。计算了分析器的剥离效率，用综合效率的形式R×f₊₁表示，R是透射率，f₊₁是电荷态为+1的粒子的比例。E//B NPA的分析磁场由永磁铁、磁极和磁轭构成的磁体来实现，永磁铁的材料是NdFeB，磁极和磁轭的材料是低碳钢。磁极采用收口式设计，以聚焦离子的飞行轨迹，并提高磁场的利用率。通过对电磁场中带电粒子飞行轨迹的模拟，观察到H⁺和D⁺在探测面上的离子轰击点分为上下两行，并分别按照能量由低至高从左到右排布。所模拟H⁺和D⁺的能量范围分别为20～200keV和10～200keV，可以满足HL-2A和HL-2M装置上中性束注入加热等离子体时快离子质谱和能谱的诊断需求。     

Magnetic transition behavior of perovskite manganites Nd_(0.5)Sr_(0.3)Ca_(0.2)MnO_3 polycrystalline

A polycrystalline sample Nd_(0.5)Sr_(0.3)Ca_(0.2)MnO_3 is prepared by the conventional solid state reaction method. The structure and magnetic properties are investigated with x-ray diffraction(XRD) patterns, a superconducting quantum interference device(SQUID), and electron spin resonance(ESR). The sample is in single phase with the space group Pbnm symmetry. With the decrease of temperature, Nd_(0.5)Sr_(0.3)Ca_(0.2)MnO_3 undergoes three magnetic transitions: ferromagnetic transition at TC≈ 210 K, charge-ordering at TCO≈ 175 K, and antiferromagnetic transition at TN= 155 K. In addition, the activation energy Ea ≈ 52.78 me V can be extracted by curve fitting.     

两端线型双量子点分子Aharonov-Bohm干涉仪电输运

设计一个两端线型双量子点分子Aharonov-Bohm (A-B)干涉仪. 采用非平衡格林函数技术, 理论研究无含时外场作用下的体系电导和引入含时外场作用下的体系平均电流. 在不考虑含时外场时, 调节点间耦合强度或磁通可以诱导电导共振峰劈裂. 控制穿过A-B干涉仪磁通的有无, 实现了共振峰电导数值在0与1之间的数字转换, 为制造量子开关提供了一个新的物理方案. 同时借助磁通和Rashba自旋轨道相互作用, 获得了自旋过滤. 当体系引入含时外场时, 平均电流曲线展示了旁带效应. 改变含时外场的振幅, 实现了体系平均电流的大小与位置的有效控制, 而调节含时外场的频率, 则可以实现平均电流峰与谷之间的可逆转换. 通过调节磁通与Rashba自旋轨道相互作用, 与自旋相关的平均电流亦得到有效控制. 研究结果为开发利用耦合多量子点链嵌入A-B 干涉仪体系电输运性质提供了新的认知. 上述结果可望对未来的量子器件设计与量子计算发挥重要的指导作用.