用逆磁探圈对场反向角收缩等离子体的研究

场反向角收缩位形是一种在直管中产生的紧凑环位形.该类装置结构简单,较易获得高温高密度等离子体,近年来已成功地抑制了导致等离子体毁灭的n=2旋转不稳定性,引起了人们极大的兴趣. 在场反向角收缩实验中,广泛地使用着逆磁探圈.它结构简单,对等离子体无扰动,从测得的递磁信号可得到等离子体的一些基本参数和几何尺寸,以及等离子体的运动和不稳定性等许多信息. 在FRP-1装置上,用逆磁探圈观测了爆聚过程前后逆磁信号随时间的演变,得到等离子体电流层的形成时间、场反向时间、爆聚时间、线密度、排磁通半径以及等离子体密度、温度等基本参数,…     

场反向角收缩等离子体实验(FRP-1)

场反向角收缩等离子体,是一种轴向拉长的轴对称非圆截面环形位形的紧凑环等离子体[1].通过位于直管中等离子体柱内捕获的反场磁力线与外场磁力线连接而建立.其特点是β值较高,线圈结构简单,等离子体形成、加热和燃烧区分开.这种新近发展起来的磁约束途径,已取得了较大的进展[2]     

磁螺度(helicity)注入电流驱动实验的平衡反演

磁螺度注入是一种国际上正处于探索性研究阶段的极富吸收力的电汉驱动方案,尤其对于球环堆芯更具有至和关重要的意义。对磁螺度注入电流驱动实验进行平衡反演工作,将实验数据进行理论分析研究,拟合所有的测量数据以确立实际的等离子体位形,平衡的磁拓扑结构以及环向电流的空间分布,从而确定闭合橛面区的驱动电流大小以及等离子体的性质,计算结果表明等离子体具有托卡马克型ｑ分布,环向电汉分布呈中空形,磁面结构为有三角形变     

场反向位形形成的实验研究

本文用场反向角收缩装置FRP-1研究了场反向磁场位形的形成。结果表明,没有镜场时,形成的场反向位形的长度大于主线圈长度;有镜场时,形成的场反向位形可以很好地将等离子体约束在主线圈之内,同时有明显的轴向收缩。在主压缩场扩散阶段,等离子体电阻率呈反常性质。     

HL-2M 装置磁测量系统设计及初始放电实验结果

介绍了 HL-2M 装置上满足等离子体放电的磁测量系统的物理设计,主要包括磁探针、磁通环以及 电流测量系统的设计。通过 HL-2M 装置典型的放电位形参数对磁探针的极向布局、有效面积,磁通环的极向布 局以及测量等离子体电流的罗氏圈互感值进行了初步设计。目前,HL-2M 装置已经完成初始等离子体放电。各个 子系统均能达到其测量目标。      

受控核聚变研究进展

受控核聚变研究的宗旨是为人类探索理想的新能源.这是当代举世瞩目的重大科研项目之一.许多国家都投入了相当大的人力和物力.本文简要地评述该领域内近年来的重要进展. 一、磁约束系统的研究进展 磁约束系统采用具有特殊位形的磁场将高温等离子体约束在一定区域内.具体的实验装     

第一届核聚变与等离子体物理理论工作学术交流会报告目录

笼一目、作者(西南物理研究所).-、1.磁约束聚变研究的一些进展李正武2.撕架模的动力理论J卜丁厚昌L 3.非理想电导管等离子体的螺旋不稳定性马腾才宫野刘之景朴 4.有限回旋半径效应对环流器气球模的影响石秉仁隋国芳 5.非圆环流器等离子体的高。气球模不稳定性李芳著石秉仁 6.小环径比锐边界等离子体的扭曲模不稳定性一顾永年 了.线圈对非圆托卡马克等离子体中的轴对称模的稳定化作用王中天 8.场反向位形的等离子体李国炳 9.环形的反场箍缩平衡和稳定张鹏10.电流非单调分布时的电阻流体不稳定性马腾才宫野11.场反向箍缩的有限电阻不稳定性…     

EAST上磁位形和杂质对束离子约束和加热影响的数值模拟

利用程序ORBIT和TRANSP/NUBEAM模拟研究全超导托卡马克实验装置(EAST)等离子体位形和杂质的特征参数Z_eff(有效电荷数)对束离子约束和加热的影响。结果表明：在等离子体位形中,随着最后一个封闭通量表面与中面外容器壁之间的距离(gapout)和环向磁场强度的增加,快离子的损失(包含瞬时损失和波纹损失)也随之减少,因此中性束的加热效率随着gapout的增加而提高。此外,随着背景等离子体杂质的增加(即Z_eff的增加),增加了束损失,导致最后束加热效率降低。选择合适的磁位形,同时降低背景的杂质含量可以增强快离子约束,提高束的加热效率。     

反场构型等离子体中Grad-Shafranov方程的数值解

基于反场构型(field-reversed configuration)渐近理论,编写了反场构型等离子体中二维Grad-Shafranov方程的数值模拟代码,研究了不同拉长形状的反场构型剖面.通过模拟,得到了磁面坐标系中反场构型等离子体压强及梯度分布,同时求解了大拉长比、不同分界面(separatrix)类型的磁通量分布.研究结果表明,等离子体压强梯度随着磁通量呈线性增长,在分界面处发生突变;分界面处的等离子体压强越高,分界面内部的压强会更高,即具有更高的等离子体β值,反映了反场构型较好的约束效果.     

场反向等离子体环加热和转移实验

使用场反向θ箍缩所产生的等离子体环,通过线圈端部场线重连变化,使等离子体环得到轴向激波加热和压缩。等离子体环从形成区以7×10~6cm/s的速度向约束区转移。加热后的电子温度Te≤34eV,在约束区的存在时间约为150μs。     

磁路定理实验仪的研制和应用

阐述了磁路定理实验仪的研制原理、内容及方法,该仪器可方便地通过输入电流I对磁通Φ的影响来测量串并磁阻与磁通Φ之间的关系,可测定一些(非)铁磁材料相对磁导率并可进行比较与分析,还提供研究磁阻的并联规律和漏磁现象及其系列应用实验供教学使用.     

基于表面磁感应强度的铁磁构件应力恒磁表征方法

便捷获取铁磁承载构件应力对维护基础设施安全具有重要意义.其关键在于准确快速地确定随应力变化灵敏度高、线性度好的表征参数.现有电磁检测法一般在时变磁场线圈激励下,逐点分析实验结果来确定合适的表征参数,会带来线圈发热、涡流影响结果的问题,表征磁参数的确立繁琐.为此,本文提出基于表面磁感应强度的铁磁构件应力恒磁表征方法,采用永磁恒定磁化器产生全局衰减局部均匀的空间变化磁场作激励,用正交磁场测量单元拾取构件表面轴向和法向磁感应强度以表征应力.着重阐述基于表面磁感应强度的应力表征原理：根据退磁场理论、磁场强度切向连续性和磁场高斯定理,建立表面轴向和法向磁感应强度关于应力导函数之间的关系方程.最后开展实验验证.结果表明：根据该关系方程可快速准确地确定随应力灵敏度最高的表面磁感应强度,且其随应力变化线性度较好,拟合优度R²大于0.98,可作为应力表征磁参数.本文所提方法可为在线检测铁磁构件应力提供新途径.     

利用Grad-Shafranov重构方法研究磁尾通量绳的特征参量和内部结构

2009年2月21日THEMIS-C卫星在磁尾X=-15.7R_E(R_E为地球半径,1R_E=6371 km)观测到典型的磁通量绳事件.采用Grad-Shafranov 重构技术研究该磁通量绳的特性、内部磁场和电流结构.研究表明,磁通量绳不变轴位于GSM(geocentric solar magnetospheric coordinates)坐标为(-0.3975,0.8905,0.221 关键词： 磁尾 磁通量绳 Grad-Shafranov重构 多X线重联     

金属磁记忆效应的第一性原理计算与实验研究

为研究铁磁材料应力集中区域金属磁记忆信号的产生机理及其变化规律, 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法, 建立了磁记忆效应的磁力学模型; 计算分析了力与磁记忆自发漏磁信号的定量变化关系. 研究结果表明:力作用导致晶格畸变是磁记忆自发漏磁信号产生的根本原因; 常温下, 磁记忆信号随应力近似线性变化的规律与X70钢管水压爆破实验结果具有很好的一致性. 研究结果有助于金属磁记忆检测机理的研究. 关键词： 金属磁记忆 第一性原理 漏磁信号     

炸药柱面内爆磁通量压缩实验技术研究

炸药柱面内爆磁通量压缩实验技术 (MC-1) 是一种原理独特的高能量密度实验技术, 它是利用炸药内爆驱动金属套筒压缩其内部磁通量从而实现超高磁场, 利用超高磁场可以对其内部的样品实现等熵压缩. 由于这项技术具有超高磁场、等熵加载等特点, 在材料高压物性、新材料高压合成、及超强磁场下的凝聚态物理等多个领域都具有广阔的应用前景. 2011年, 中物院流体物理研究所在国内率先开展了这一方面的实验研究工作, 研制成功了单级MC-1实验装置, 观测到了MC-1实验的典型实验特征, 获得了超过430T的动态超强磁场. 数值分析表明, 利用这项技术可以实现对材料的等熵压缩. 这项技术的研究对于我国未来开展极端条件下的凝聚态物理研究具有积极的意义. 关键词： 柱面内爆 磁通量压缩 等熵压缩 超强磁场     

氢负离子在磁场和金属面附近电子通量分布的研究

利用半经典开轨道理论, 研究了磁场和金属面附近氢负离子的剥离电子通量分布, 并揭示了电子通量分布中的振荡结构与经典轨道之间的关系.固定离子到金属面的距离, 研究了不同的磁场强度对电子通量分布的影响. 结果表明, 由于与电子通量分布相联系的剥离电子的经典轨迹增加, 随着磁场强度的增加, 通量分布变得复杂. 此外发现剥离电子的能量变化也会影响电子通量分布. 因此可以通过改变磁场强度大小和剥离电子的能量来调控剥离电子通量分布和干涉图样. 研究结果对于理解负离子在外场、表面附近的电子流通量和剥离电子干涉图样问题以及将来实验研究负离子的光剥离显微问题都可以提供一定的参考. 关键词： 开轨道理论 电子通量 金属面 磁场     

磁通最大原理

用演绎法导出“磁通最大原理”并给出数学表达和应用举例。     

1.3 GHz超导腔磁通排出效应研究

设计并搭建了一套高精度的磁场测量和补偿系统,并结合中国科学院高能物理研究所(IHEP)的2K超导腔垂直测试平台对1.3 GHz单加速间隙超导腔的磁通排出效应开展了实验研究:利用研制的磁场测量和补偿系统能够精密地测量超导腔赤道位置磁场,并能够将磁场补偿至小于5.0×10-8 T;并对超导腔不同表面温度梯度下的磁通排出效应进行了测量分析;对钉扎了磁场的超导腔进行了射频性能测试,研究了超导腔电阻对磁通钉扎的敏感度,以及在不同电场梯度下超导腔的表面电阻变化情况。结果表明,研制的高精度磁场测量和补偿系统能够满足超导腔磁通排出研究的需求;高的超导腔表面温度梯度有利于磁通的排出;磁通钉扎电阻的敏感度随着加速电场梯度的增加而增大,导致超导腔的性能下降。此实验研究也为后续超导腔的研制奠定了一定基础。     

Topological Quantization of the Magnetic Flux

The quantization of the magnetic flux in superconducting rings is studied in the frame of a topological model of electromagnetism that gives a topological formulation of electric charge quantization. It turns out that the model also embodies a topological mechanism for the quantization of the magnetic flux with the same relation between the fundamental units of magnetic charge and flux as there is between the Dirac monopole and the fluxoid.     

Identification of the magnetic island structure in the HL-2A tokamak

The identification of the magnetic island structure in the HL-2A tokamak is presented. First, the perturbation current as a source for the perturbation flux can be determined by using Mirnov probe measurements. By superposing the perturbation flux and the equilibrium flux reconnected by equilibrium fitting, the structure and the width of the magnetic islands can be estimated. The method has been used in the HL-2A experiments.