HL-2A装置LHCD实验的控制

为了研究非感应方式等离子体电流的产生，在HL-2A装置上开展了低杂波电流驱动实验，并对LHCD实验进行了微机控制。在2004年的实验中准确无误地将微波投入了装置，实现了对整个LHCD系统运行状态的监控和系统保护。在等离子体破裂时，控制系统会立即切断微波对装置的投入。     

HL-2M 装置运行控制技术初步研究

重点介绍了 HL-2M 装置的运行技术和初步的等离子体控制实验结果,包括等离子体放电方案设计、 线圈电流控制、击穿阶段零场匹配和等离子体电流以及位移的控制。为了降低放电运行风险,HL-2M 装置初始放 电采用了简化的放电方案,通过整定 PID 参数实现了线圈电流控制,在击穿阶段获得了 10V 以上的环电压和较大 范围的零场区域,成功实现等离子体击穿。最后,投入了等离子体电流和水平位移反馈控制算法,成功将等离子 体放电脉宽提升至 200ms 以上,且维持 I_p≥100kA 的时间超过了 100ms,上述结果表明 HL-2M 装置运行控制技术 得到了初步的检验。      

HL-1M装置弹丸加料等离子体中的蛇形振荡

在弹丸注入实验中，人们观测到穿透至q=1面以内的弹丸能在等离子体芯部激发出蛇形振荡。蛇形振荡是由一个局域的高密度区域在等离子体芯部旋转而反映在软X射线、密度信号上的一种振荡现象。在JET，ASDEX，Tore Supra等装置上都观测到了弹丸注入条件下的蛇形振荡现象。     

HL-1M装置上MHD不稳定性磁扰动模的传播

对在HL-1M装置放电实验中发现的宏观MHD不稳定性磁扰动模的传播现象进行了研究。通过对实验中发现的各种极向模数m值的MHD磁扰动模特征的观察,以及在不同放电条件,特别是在偏压H模放电下传播方向不同的分析,深入研究了MHD模传播与等离子体旋转的定性关系。     

HL-2A装置等离子体水平位移控制

HL-2A装置是带封闭偏滤器的磁约束托卡马克实验装置，于2002年底建成并通过国家验收。2003年在各子系统准备充分和等离子体水平位移反馈控制系统投入运行后，实现了首次重复的偏滤器位形等离子体放电实验。     

HL-2A装置偏滤器位形研究

1研究方法 等离子体边界是托卡马克平衡运行时等离子体截面的极向磁通函数的等高线，它决定等离子体位形。位形是托卡马克装置实验和工程设计的重要参数，它是由等离子体电流及其分布以及外极向场线圈电流配置共同决定的。     

HL-2A装置偏滤器运行模式的探针测量

HL-2A装置是一个具有偏滤器位形的托卡马克装置，为我们开展先进偏滤器物理实验和改善主等离子体约束性能研究准备了良好的条件。等离子体的杂质含量由杂质源分布以及SOL和芯部等离子体中各种杂质输运过程确定。由于离子碰撞可导致狭窄的偏滤器入口部件处杂质溅射的增强，与起源于靶板处的杂质相比，偏滤器入口处的杂质更有效地污染芯部等离子体。     

HL-2A等离子体的控制和边界识别

在托卡马克装置中，等离子体控制是一项重要的基础性工作，是托卡马克装置等离子体能够平衡、正常放电运行重要而基本的条件。这项工作包括等离子体电流、位置、形状、密度、电流分布、q值的控制和等离子体破裂控制等。其中电流、位置和密度的控制是圆截面等离子体的基础性工作；对于非圆截面装置，除了电流、位置和密度的控制之外，形状的识别和控制又是必不可少的基础性工作。这其中等离子体形状的识别和位置控制又是最复杂和最困难的。本论文给出了HL-2A装置等离子体电流和水平位移控制的理论模型和MATLAB仿真结果，并具体介绍了目前HL-2A装置等离子体控制系统的软、硬件组成。     

HL-2M 装置限制器系统设计及工艺研究

HL-2M 装置设计有 8 套固定极向限制器和 1 套活动极向限制器,其主要功能是进一步加强保护真空 室及其内部件,同时活动限制器还将提供不同孔栏位形用于等离子体物理实验。根据 HL-2M 装置总体运行需求, 活动限制器结构设计可移动有效距离为 120mm,活动限制器移动精度可控制在±0.1mm 以内。基于激光跟踪仪测 量方法对 HL-2M 装置限制器系统完成了高精度的安装,限制器的面向等离子体关键位置安装精度优于±0.5mm, 通过初始等离子体放电实验表明其运行状态均正常。      

HL-2A装置等离子体可见光成像系统

为了配合HL-2A装置的工程联调和首次等离子体放电，需要一种可靠和直观的诊断手段，以确认产生了所谓的“First plasma”(初始等离子体)放电。为此我们研制了一套新的诊断系统，即等离子体可见光成像。等离子体成像是近年来发展起来的一项先进诊断手段。目前在托卡马克装置上广泛采用。     

HL-1托卡马克中的氢再循环

本文从粒子平衡方程出发,运用Howe的氢再循环模型,借助于设置在不同位置并经绝对校准的H_α探测器测得的信号强度等实验数据,研究了HL-1托卡马克放电中总体再循环系数随时间变化,并采用Ehrenberg定义的加料效率的概念来分析在不同壁和孔栏条件或各种工作气体情况下的壁抽吸和壁加料现象,用四极质谱仪观察并比较了不同等离子体放电后的粒子释放情况,较系统地研究了HL-1装置不同运行条件下的再循环现象及其对粒子约束特性的影响。 关键词：     

HL—1装置的真空壁条件

本文总结了HL=1装置在1984—1987年度运行期间的真空壁条件,等离子体环电压与杂质百分浓度的关系;并估算了GH39金属孔栏,G3石墨孔栏和蒸钛条件下等离子体中的碳、氧杂质的平均密度。真空室的主要杂质气体的总压强从1984年的5.3×10~(-5)Pa降到1987年的1.1×10~(-5)Pa。仅当本底真空p_o≤1.3×10~(-5)Pa,H_2O组份的百分浓度PH_2O/PH_2≤5％时,才能满足正常托卡马克放由要求的壁初开始条件。     

HL-1装置MHD稳定性的研究

利用傅里叶分析和相关分析方法,研究了HL-1装置等离子体MHD不稳定性的特征和抑制不稳定性的若干方法及结果,给出了HL-1装置的稳定运行区域。     

HL-1装置中的等离子体与器壁相互作用

本文对HL-1装置欧姆加热放电时,等离子体—器壁相互作用进行了实验研究。质谱分析定性地指出,主要气相杂质H_2O来自零级表面化学反应,CH_4来自多步骤合成表面化学反应,CO(CO_2)则来自碰撞表面化学反应。收集探针的表面分析显示出,Mo,Cr和Ni等为主要的重杂质;蒙特卡罗模拟分析给出了氢粒子注入硅探针的特征深度和其动力温度的拟合直线关系式。     

HL-1装置主机的工程调试

本文叙述了HL-1装置主机在工程调试和等离子体放电中所涉及的主要技术问题。文中详述了场形和变压器芯柱伏秒数的一些测量结果,并阐述了主机的工作状况和一些技术性能。目前该装置已运行于B_t=2.3T,I_p=135kA参数下,运行情况表明:HL-1装置主机有着较好的技术性能,基本上满足物理实验的要求。     

HL—1装置中的MARFE现象

本文对HL-1托卡马克中,等离子体的Marfe和DP现象进行了观测和分析。 实验中用8道光纤探测器测量了H_α和低Z杂质线辐射强度时空分布。     

HL-1装置放电清洗系统和实验

本文描述了HL-1装置的泰勒放电清洗系统和其清除氧、碳等轻杂质的能力。研究了水分压强的某些特性及其同充氢气压、等离子体电流(电子温度)、电子密度的关系。从而找到了HL-1装置的泰勒放电清洗最佳运行参数。     

HL—1M装置的真空进展

总结了１９９４ 至１９９８ 年度ＨＬ－１Ｍ 装置的真空进展，包括真空壁条件、真空运行参数、放电进展、影响壁条件的主要因素及其控制指标等     

HL-1装置的磁场测量

本文叙述了HL-1装置环向场线圈、内外垂直场线圈,欧姆变压器初级绕组和偏磁绕组的磁场测量方法和结果,初步讨论了带有切口的铜壳对磁场的影响。     

HL-1装置等离子体平衡的实验研究

用对称磁探针测量了HL-1装置等离子体环的水平位移和垂直位移,经微机数据处理系统即时给出了位移随时间的变化曲线,并对装置的杂散场情况作了讨论。实验表明,平衡场和杂散垂直场的合成场能保证等离子体平衡在孔栏中心附近的位置。