HL-1M装置的真空运行与质谱诊断

通过对真空运行模式、真空运行参数、辉光放电清洗和硅化壁处理手段的规范化，显著地降低了HL－1M装置的真空壁出气、本底杂质浓度、放电杂质出气比和再循环，成功地实现了高参数放电、长脉冲放电和装置暴露大气后快速恢复放电，并为验证低混杂电流驱动、离子回旋共振加热、电子回旋共振加热、中性束注入、弹丸注入和分子束注入实验及升级等离子体运行提供了良好的壁条件。描述了HL－1M装置真空系统、壁出气和再循环、质谱诊断和程序脉冲送气等方面的主要实验成果，这些结果为HL－2A装置的真空系统研制和运行提供有益的参考。     

HL-2A装置的送气成像

送气成像（GPI，gas puffimaging）是国际托卡马克物理活动（ITPA，international tokamak physics activity）的主要诊断之一，已列入ITPA国际诊断数据库（IDD，international diagnostics database），这项工作涉及许多研究内容。它也是研究边缘辐射的手段之一。     

HL-1M装置弹丸和分子束加料的粒子输运研究

研究了IL-1M装置上弹丸和分子束加料的粒子输运。在研究粒子输运时拟合了粒子源分布，利用调制送气模型研究了分子束送气时的粒子输运。由弹丸注入后较长时间内密度的自然衰减研究了粒子输运，给出了一种简单的研究弹丸注入后粒子输运的方法。计算表明，分子束和弹丸注入改善了等离子体的粒子输运特性。将计算结果与实验测量进行了比较。     

等离子体建立送气的摄像观察

补充送气（GP）一方面是高密度放电的一种加料方式，另一方面也为等离子体产生提供初始气体。HL-2A装置放电依靠欧姆变压器击穿，尚无其他加速放电的预电离措施。     

HL—1装置脉冲送气控制等离子体密度实验

本文描述HL-1装置用脉冲送气控制等离子体密度的实验。其结果表明等离子体建立后工作气体的快速注入(即边缘加料)能提高等离子体密度,改善等离子体性能。在较好地控制装置放电条件后(主要是等离子体电流,位移和杂质控制),多脉冲或长脉冲补充送气能在较宽范围内(0.8—7.0×10~(19)·m~(-3))有效地控制等离子体密度及波形,装置稳定运行区域大为扩展。最后讨论了器壁再循环对密度控制的影响和送气的加料效率。     

HL－1电子密度行为在各种条件下的实验研究

在ＨＬ－１装置电子密度测量中，进一步改进了密度相移信号的处理方法。在氘放电、氦补充送气条件下得到了ＨＬ－１最高电子密度１０．８×１０１３ｃｍ－３。总结了密度在各种实验条件下的行为，并对各种实验条件对密度的影响进行了分析。     

HL-1装置送气系统实验

本文描述了HL-1装置送气系统的结构、性能和实验结果。送气系统提供的稳态和脉冲送气方式成功地运用于各种物理实验和密度控制。观察了不同送气方式放电下密度变化特性,发现在较低的初始气压(0.6—1×10~(-1)Pa)下有控制地加入多脉冲补充送气,能有效地控制密度和改善等离子体性能,送气滞后时间小于8ms,故可用于反馈控制。     

HL-2A托卡马克送气成像研究

送气成像(gas puff imaging，GPI)是一种重要的研究边缘辐射诊断手段.分析了送气(gas puffing，GP)的原子分子过程，指出气体辐射的主要成分是Hα线，出现在边缘区域，并给出其强度和位置的表达式.介绍HL-2A托卡马克上GPI成像系统的改进和实验布置.从成像的角度获得了GP实验中氢气在等离子体空间的辐射图形，观察结果证实上述分析.在放电开始阶段，氢原子可以穿越待建立的完全等离子体区并形成长条形的辐射亮区.一般的GP加料中，CCD图片与控制信号，以及其他诊断结果相符合.在等离子体边缘区域强场侧(HFS)和弱场侧(LFS)都观察到很强的Hα线辐射. 关键词： 送气 CCD成像 Hα线     

HL-1装置杂质控制与补充送气初步实验

将部分真空室内壁蒸钛,使Z_(eff)降低到2左右,电流坪区拉长到近400ms。用多个窄脉冲补充送气,获得了密度较高的等离子体,最大达到3. 7×10~(13)cm。实验结果表明,当前改善HL-1装置放电品质的关键在于控制杂质。     

HL-1装置脉冲送气的数值研究

本文采用一维等离子体输运模型,研究了脉冲送气对HL-1装置等离子体的影响。脉冲送气使等离子体密度提高1—2倍,能量约束时间增长50％,离子温度也有所提高;脉冲送气过程中,等离子体边缘迅速冷却,电流通道收缩,中心区域电子温度平直化。     

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介绍了作为ITER气体加料系统关键技术之一的管道穿透结构的设计工作进展,给出了偏滤器窗口延伸部分和低温冷屏以及上窗口延伸部分和环向真空封闭法兰的管道穿透结构设计和初步分析结果。     

PV-10压电晶体阀电源

PV-10压电晶体阀是真空送气系统中常用的流量充气阀门。要准确地控制PV-10压电晶体阀的开关状态以及阀门的开启角度才能在生产和实验中及时有效地控制真空送气量。为此，我们研发了控制PV-10压电晶体阀的专用电源。     

ITER送气系统穿透结构设计

介绍了作为ITER气体加料系统关键技术之一的管道穿透结构的设计工作进展,给出了偏滤器窗口延伸部分和低温冷屏以及上窗口延伸部分和环向真空封闭法兰的管道穿透结构设计和初步分析结果。     

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采用迭代法对HL-2A装置1MW中性束系统中的中性化气体靶厚进行了理论计算,并给出了相应的中性化效率,发现仅靠离子源顺流气体形成的气体靶通常不能使中性化效率达到最佳值,因而有必要在中性化器内加入补充送气来提高气体靶厚。采用补充送气系统,在相同的放电参数下中性化效率提升约10%。     

ITER GIS实验平台控制系统

介绍了以GE PLC为控制核心的分布式送气实验平台控制和测量系统的设计与实现。系统采用了工业以太网、CAN总线、RS485等多种通讯技术,实现了对ITER GIS设备的安全运行控制、远程操作控制及各设备运行状态的实时监测。     

真空机组循环水控制装置

设计了真空机组的电控装置和循环水冷却装置．电控装置使实验简化，避免了错误地开关冷却水；冷却装置通过水蒸发表面降温实现了循环水的冷却，节约了真空实验用水．     

HL—1装置的低q放电实验

装置获得的最低qL值是衡最托卡马克磁流体不稳定性的控制水平的重要品质参数.通过精细调节补充送气和电流上升率的方法控制电流密度分布,使用钛吸气方法控制边缘等离子体参数,HL-1装置获得了最低qL值为1.8的稳定等离子体。实验结果表明,若电流上升率与密度上升率之比为(23—40)×10~(-19)kA·m~3的范围内,最利于获得低MHD增长率的稳定放电。预计这与中心q(0)<1峰化的电流密度分布有关。     

HL—1装置新极向场线圈及其对伏秒数特性的改善

本文描述HL-1装置新极场线圈的设计研制、特点、磁场和铁芯磁化曲线。叙述了各种欧姆安匝分布的伏秒数特性、优化选择以及新线圈对提高等离子体参数的明显作用。