HL-1M托卡马克氦输运和排除

研究了HL－1M托卡马克常规欧姆放电和改善的束状态下的氦输运和排除,并与一维蒙特卡罗中性氦输运程序IDHET的计算结果进行了比较。实验结果表明,真空泵能有效地抽除辉光放电清洗后在剩余气体中的氦,使真空室内的氦趋于一个较低的固有水平。在改善约束实验中,发现氦有积累增加的趋势,氦谱线发射强度径向分布峰向内移,在对总体约束影响很小的情况下,利用低水平的MHD扰动,采取LHCD与ECH辅助加热功率组合等进行了一些选择性排氦实验,并对将来堆条件下或HL－2A装置上利用射频场有质动力改善排氦效率的前景进行了讨论。     

混合堆FEB—E粒子抽除和氘氚回收系统的概要设计

实验混合堆FEB依靠偏滤器排出粒子及其携带的能量。排出的粒子包括聚变反应产物α粒子、等离子体表面相互作用产物杂质以及没能产生聚变反应的氘氚燃料粒子等。FEB－E粒子抽除和燃料回收循环系统的任务是抽除上述氦灰、杂质以及大量的没能产生聚变反应的氘氚燃料粒子等燃烧废气,以能实现有效的堆芯等离子体纯度控制和密度控制;同时将排出废气中没能产生聚变反应的氘氚燃料粒子分离、纯化和回收,即实现氘氚工艺处理。     

HL-1M装置氦辉光放电清洗的清除率研究

通过对ＨＬ－１Ｍ装置的氦直流辉光放电清洗（Ｈｅ－ＧＤＣ）的放电特点和清除率的研究，发现环形真空室的对称性导致与阳极截面对称的区域的场强很弱，使其阴极位降区的厚度远大于氦离子的平均自由程，严重影响清除率，因此提出采用多电极不对称阳极电位的辉光放电来提高清除率；同时发现，辉光放电清洗使氢分压比托卡马克放电的送氢压强低一个量级以上，才能重复进行好的有辅助加料的托卡马克放电。     

弹丸实验中的粒子约束特性分析

多年来，许多托卡马克装置都在进行着氢弹丸和氘弹丸的注入实验研究，其主要目的在于探索用弹丸注入方法对将来聚变反应堆实验再加料的可行性。因为弹丸加料与气体加料相比具有使大部分加料粒子能沉积在等离子体芯部的明显优点。芯部加料可以产生更峰化的密度剖面和更高的聚变反应率，能改善能量和粒子约束特性。在JT－60，Alcator-C以及ASDEX等装置的弹丸实验中，在等离子体中心区域均获得了高度峰化的密度和压强分布，使等离子体的约束性能获得改善。     

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：     

托卡马克中的超高真空技术

赵高真空技术对于现代托卡马克的设计运行、升级和氘－氚验证实验都起着举足轻重的作用,它对先进高密度偏滤器和下一代托卡马克工程堆也有很大的影响。同时,聚变研究的许多新概念也促使了高真空技术的革新。三十五年来,等离子体密度、杂质和壁条件的控制与真空检漏、烘烤去气、放电清洗、壁处理、氢（氘、氚）的捕获、释放和再循环、壁腐蚀和再沉积等密切地联系在一起;高性能的真空室、耐烘烤和振动的超高真空密封、先进的面向等离子体组件、有效的壁处理方法、大抽速泵组等的研制成果为控制等离子体与壁的相互作用、改善聚变三乘积（niTiτE)和验证托卡马克聚变能的科学可行性作出了重大贡献。     

HL—1装置交流放电碳化实验

一种交流放电原位碳化技术首次在HL-1装置环形真空室内壁进行了试验。碳沉积膜样品作了扫描电镜,俄歇电子能谱和二次离子能谱深度轮廓和成分分析。壁碳化前后托卡马克放电杂质可见光谱和真空紫外光谱强度对照分折表明,碳化壁状态下,孔烂和金属壁材料Mo和Cr等在等离子体中含量下降80％左右,而C,O等轻杂质量有所上升;氢粒子约束时间τ_p和再循环率系数R较裸金属壁状态大致增加20％。碳化壁经惰性气体He或Kr放电锻炼后,在托卡马克放电中壁表面显示出明显的抽吸作用。     

EAST超导托卡马克装置真空室壁处理的研究

壁处理技术被广泛应用于托卡马克装置上,以降低装置本底杂质水平,改善器壁的再循环.自2008年起,EAST面向等离子体的第一壁采用全碳材料,由于特殊的石墨晶体多孔结构,具有高放气率以及对H₂O,H₂等杂质气体的高吸附性,从而使等离子体放电前期的装置真空室壁处理尤为关键.本文介绍了EAST装置真空室壁处理的实验系统,并研究了装置烘烤与不同工作气体及工作参数下的直流辉光放电清洗对杂质粒子的清除效果.实验结果表明:EAST装置真空室在经过长时问的前期壁处理后,显著地降低了真空室内壁的出气率与本底杂质浓度,这对随后进行的等离子体放电实验非常有必要.     

�������ŵ纤�������������о�

采用另加偏压的单阴极弧氦放电直线等离子体装置对氦等离子体的基本特性进行了研究.对氦轴向输运规律做了描述并与光谱测量数据做了定性地比较.实验结果表明,氦等离子体的电子温度与电子密度均随放电电流、约束磁场的增加而增加.氦原子与氦离子的辐射光谱随放电电流、偏压、磁场的变化规律进行了测量分析,同时氦离子对钨靶积分辐照效应进行了观察.这些结果不但提供了氦等离子体的基本特性,对于研究氦离子与面向等离子材料相互作用导致产生气泡、肿胀、脆化损伤等的评估,特别是对将来伴有(n,α)反应时具有一定的参考价值.     

级联弧放电氦等离子体特性研究

采用另加偏压的单阴极弧氦放电直线等离子体装置对氦等离子体的基本特性进行了研究。对氦轴向输运规律做了描述并与光谱测量数据做了定性地比较。实验结果表明,氦等离子体的电子温度与电子密度均随放电电流、约束磁场的增加而增加。氦原子与氦离子的辐射光谱随放电电流、偏压、磁场的变化规律进行了测量分析,同时氦离子对钨靶积分辐照效应进行了观察。这些结果不但提供了氦等离子体的基本特性,对于研究氦离子与面向等离子材料相互作用导致产生气泡、肿胀、脆化损伤等的评估,特别是对将来伴有(n, α)反应时具有一定的参考价值。     

普林斯顿TFTR装置氘氚聚变反应创新纪录

普林斯顿ＴＦＴＲ装置氘氚聚变反应创新纪录１９９３年１２月９日晚，美国普林斯顿等离子体物理实验室的托卡马克实验装置ＴＦＴＲ开始进行１：１的氘氚气体混合放电实验。第一次放电就产生了３ＭＷ的聚变功率，创造了世界纪录，次日又把这一峰值功率提高到６．２ＭＷ。这...     

托卡马克超声分子束加料

中国环流器新一号（托卡马克）装置采用新的等离子体加料方法———超声分子束注入．由于粒子注入深化,形成电子密度的峰化和密度极限提高．欧姆加热等离子体的能量约束时间的线性范围增长到ｎｅ＝４×１０１９ｍ－３．实验结果表明,超声分子束注入是一种高效和有利改善约束的气体加料方法．     

可见光谱分析在HT-7边界再循环研究中的应用

HT-7超导托卡马克致力于准稳态放电及相关物理的研究。目前HT-7成功获得了长脉冲运行达近64 s的高温等离子体。大量实验证明,器壁上气体再循环对托卡马克等离子体的品质十分重要。采用光学多道分析仪(OSMA)系统通过氢氘比的测量来研究边界粒子的再循环。放电过程中,边界再循环对粒子的平衡起主导地位。在放电平稳,密度可控阶段,氘(氢)再循环起主导作用,此时再循环系数R≤1;而放电的后期随着边界温度的升高,辐射总功率的加强,密度进而处于不可控状态,此时R＞1, 杂质再循环也逐渐趋于主导地位,这是引起等离子体破裂的原因之一。利用此方法还可以进一步研究壁条件对边界再循环的影响。     

从大气压到超低气压范围的氦等离子体发射光谱的基本特性

采用三种实验装置(介质阻挡放电装置、空心阴极放电装置和彭宁放电装置)分别测量了不同压强范围内氦等离子体的发射光谱。通过对氦等离子体发射光谱的分析,已观察到一个共同的特点,就是在三种放电条件下产生的氦等离子体中31P1→21S0的谱线强度总是最强,可以推测亚稳态氦原子的含量相当显著,但不同的装置也有不同的特点,介质阻挡放电装置能够产生准辉光放电,谱线中氦原子的谱线强度很低,而空心阴极放电与彭宁放电装置能够产生稳定均匀的等离子体,且发射足够强的光辐射。我们已对所拍摄的光谱的谱线都进行了辨认,所有结果表明原子发射光谱分析法是研究不同条件下氦等离子体状态的一种十分有效的手段。     

真空中激光束对金属表面的作用

一、引 言 在聚变装置真空室里由于等离子体与第一壁表面相互作用,使得器壁局部过热蒸发产生杂质气体,如H_2O,CO,CH_4,C等。这些气体在托卡马克装置放电期间将会导致等离子体能量损失,另外还涉及氢的再循环问题。研究这些现象可以了解托卡马克装置真空室第一壁上吸附气体层的组分及相对含量,以改善真空室的边界条件,进一步减少等离子体能量损失。     

HT-7托卡马克大功率低混杂波电流驱动的实验研究

在HT-7超导托卡马克成功进行了大功率（P_LHW=100—800 kW,f=2.45 GHz）低混杂波电流驱动实验.研究了不同入射功率和等离子体密度下的低混杂波电流驱动效率.获得了以平均电子密度增加、氘阿尔法（D_α）线辐射减少为特征的粒子约束改善;粒子约束时间τ_p增加了约1.5倍.仔细研究了能量约束时间与等离子体密度和低混杂波功率的关系. 关键词： 托卡马克 低混杂波 约束改善 电流驱动效率     

偏滤器靶板附近氦输运的蒙特卡洛模拟

本文用Monte Carlo方法模拟了偏滤器扁平抽气收集板附近区域的氦原子输运。考虑了氦原子被电子碰撞电离,氦原子与等离子体离子之间的弹性散射等原子过程以及离子的热运动和沿磁力线的流动。计算表明当偏滤器等离子体密度在7cm距离内从里向靶板逐渐增加约4.7倍,而温度分布保持不变时,氦灰返回靶板的几率比密度在7cm内向靶板递减4.7倍的通常正分布提高约45％。磁力线与靶板的交角、靶板的温度,边缘等离子体鞘层电位以及不同的靶材料对氦返回靶板几率的影响作了比较。得到的结果对托卡马克聚变裂变增殖堆孔栏和偏滤器工程设计有参考价值。     

送料方式与粒子约束改进的研究

峰化的电子密度分布已成为众多托卡马克装置在高运行区的一个标志性参数。这些区域包括ASDEX的改善欧姆约束区（IOC），AlcatorC的冰弹丸增强约束模（PEP）和TFTR的超级放电，它们获得的约束改善都伴随着芯部峰化的密度分布和内部输运垒。在实现点火的聚变堆研究中，峰化的密度和温度分布是提高和优化聚变反应速率和α粒子加热功率的必要途径。因此，实验观察和研究密度分布的控制和产生峰化的机理对于研究粒子的输运、改善约束是重要和必要的。     

持续53秒的等离子体──打开通往核聚变之路

日本经济新闻1月22日报道:日本九洲大学应用力学研究所伊藤智之教授领导的研究组,于1月21日在用使超导磁体的核聚变实验装置上达到了氢等离子体持续53秒的世界纪录。可以说这为托卡马克型核聚变堆中最大课题之一的连续运转开辟了道路。 伊藤教授与其同事们使用同一装置TRIM-M,于去年底成功地连续约束等离子体的时间长达10秒,此次成果为其延续。今年内他们将把等离子体存在时间延续至3—5分钟,以后二、三年的目标是连续运转数小时以至数日。 托卡马克型装置是用强磁场在炸面包圈型的容器里产生和约束氢或重氢等离子体,以前只是产生和约束瞬…     

HL-1M装置边缘等离子体结构研究

描述HL-1M装置上几种典型放电中的边缘等离子体物理实验结果.利用马赫/朗缪尔6探针组、静电4探针组、20组三探针阵列研究了低杂波电流驱动、超声分子束注入、多发弹丸注入和中性束注入放电中的粒子约束性能、等离子体旋转和边缘静电雷诺胁强的变化对改善约束的影响.给出了雷诺胁强和极向相速度的关系.结果表明，雷诺胁强的径向变化可以自发产生托卡马克等离子体的剪切极向流.LHCD能使低密度放电的粒子约束增加1至2倍.弹丸注入后，粒子约束时间和极向旋转至少可增加1倍，而SMBI可使粒子约束时间增加约一个数量级并取得高性能等离子体. 关键词： 粒子约束 雷诺胁强 极向流剪切 马赫/朗缪尔6探针组