用有限电流元法识别HL-2A 装置的等离子体边界

在电流丝模型对HL-2A装置等离子体边界重建取得满意结果[3]、[5]的基础上，本文用有限电流元模型对HL-2A等离子体边界进行了重建研究。计算和实验结果表明，在通常情况下，有限电流元模型比固定电流丝模型的重建误差稍小，前者误差小于3mm，后者误差小于6mm。当部分有限电流元分布在等离子体边界之外时，用有限电流元模型仍然可以成功重建边界。有限电流元的位置在一定范围内变化时，重建的误差都很小。用普通奔腾4 2.4GHz PC机计算一组等离子体放电边界的时间不超过1ms。有限电流元法能准确而快速地识别等离子体的偏滤器位形，这对于HL-2A装置的实时位形控制是基本和重要的。     

用磁通法快速确定等离子体位置的研究

1引言 我们已经用固定电流丝模型和有限电流元模型编写的CF编码研究了HL-2A装置在孔栏位形和偏滤器位形等离子体边界的重建问题。与其它等离子体边界重建的方法相比，这种方法能够快速和准确地确定等离子体边界。但是对于实时控制等离子体位置来说，这需要采用快速的计算机硬件或采用DSP数字信号处理器。在2005年的试验中，我们修改了CF编码不再计算等离子体边界，通过计算4点磁通来计算等离子体的位置，这样可以明显减少计算时间，实时确定等离子体的位置。     

HL-2A等离子体边界识别的模拟研究

采用电流丝模型对HL-2A等离子体边界重建做了模拟计算。结果表明，对于孔栏位形、双零位形和下单零位形，重建的等离子体边界与平衡计算的边界能很好地吻合，最大径向距离小于8mm。     

HL-2A等离子体形状实时显示系统

为了研究HL-2A等离子体偏滤器位形，研制了等离子体形状实时显示系统. 采用固定位置电流丝和有限电流元的方法编写了CF编码. 采用32道同时刻采集器UA301采集等离子体周围的磁场信息，使用P4 3GHz E CPU组装的兼容计算机处理数据. 这个系统每4ms采集一次数据并存盘，每16ms重画一次等离子体边界. 放电结束后可以详细地计算等离子体边界及其磁场以及由此导出的等离子体参数. 关键词： 等离子体平衡重建 边界识别 实时显示     

HL-2A等离子体边界识别的研究

利用电流丝模型编写的电流丝编码和采集到的18个磁探针测量数据、等离子体电流和极向场线圈电流的数据做了重建HL-2A等离子体边界的研究。计算结果表明,电流丝编码能够正确地识别等离子体的边界、偏滤器位形和X点的位置。计算获得的偏滤器内外靶板上打击点出现和消失的时间与布置在偏滤器靶板上静电探针测量到的信号很好地符合。在Pentium 4的PC个人计算机上(CPU为2.4GHz, 800MHz总线)计算每一个时刻的等离子体边界时间小于1ms。     

识别TdeV托卡马克等离子体的边界和中心位置

用虚壳原理可以得到TdeV托卡马克等离子体边界、电流中心和X点,用最小二乘法可以确定Glad-Shafranov方程解中的待定参数。用探针测量极向磁场,初始时等离子体电流被看作是线电流,然后被虚壳电流代替。这个虚壳电流在等离子体内部产生负的约束磁场,在等离子体外部产生的磁场与等离子体电流产生的磁场一致,所用的叠代法充分快,可以在两次放电间给出等离子体图象,重建的位形与TV成像非常一致。     

EAST装置等离子体放电位形快速识别研究

为了适应超导托卡马克装置EAST位形控制运行模式的需要，研究了等离子体放电位形快速识别算法，给出了等离子体放电位形重建的模拟计算结果，并与美国GA平衡反演程序EFIT计算的平衡结果进行了详细的误差对比分析.结果表明，通过外部磁测量和合适的电流剖面模型，并结合实时平衡重建算法可以快速地对EAST等离子体放电位形进行识别. 关键词： 托卡马克 等离子体 平衡重建 数值模拟     

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。     

由磁测量确定环流器等离子体截面形状的方法

一、引言在环流器实验中,等离子体柱截面形状和位置是位形基本参数。尤其对非圆截面和放电期间截面变化的装置,为调节、控制成形、分析等离子体内外电流分布变化引起的位形和稳定性改变,边界磁面形状位置是不可缺少的信息。本文用给定极向磁场,由拟合计算的方法来确定等离子体边界。     

等离子体的静态稳定性

本文讨论了外磁场微小的变动对等离子体平衡位形的影响,即等离子体的静态稳定性问题。指出,只有当附加磁场与等离子体接近不稳定边界的模相耦合时,才可能引起平衡位形很大的变化。由此,我们分析了杂散场对环电流器(托克马克)的影响。     

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利用电流丝模型对SUNIST球形托卡马克等离子体边界重构进行了模拟计算。结果表明,用电流丝模型能够比较好地对等离子体自由边界进行快速识别,与EFIT平衡计算的边界径向平均误差小于6mm。     

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根据等离子体边界附近的磁场测量信号,利用电流丝模型快速识别了等离子体的边界。介绍了该模型的基本原理,并重点研究了目标函数的选择对快速识别等离子体边界的影响。     

用丝电流方法快速识别HL-2A等离子体边界

利用等离子体外部测量的磁场信号，使用丝电流方法对HL-2A等离子体边界进行了快速识别。介绍了该方法的原理、相关的测量系统配置和该程序的研制进展。对识别结果进行了讨论。     

Thermionic Cathode Electron Gun for High Current Densities

An electron gun using lanthanum hexaboride (LaB6) as a cathode material is being studied for use as a robust thermionic emitter at high cathode current densities. It has a standard planar cathode, Pierce-type electron gun design with a space-charge-limited perveance of 3.2 × 10-6 A/V3/2. Thus far it has been operated up to 36 kV in the space-charge-limited regime. The cathode is heated by electron bombardment and radiation from an auxiliary tungsten filament. The total heating requirement is found to be 202 W/cm2 of cathode area at a cathode temperature of 1626°C. These observations are found to be in reasonable agreement with a thermal steady-state power balance model. Beam current distribution measurements are made with a movable collector and Faraday cup, and are found to be in agreement with an electron-gun computer code. The cathode temperature distribution is also measured.     

单根准直碳纳米纤维的场发射特性

采用等离子体增强热灯丝化学气相沉积方法，以甲烷和氢气为反应气体，在钨丝衬底上制备出准直的碳纳米纤维(CNFs)，其生长密度小于10.6cm-2，长度为6—30μm，直径为60—100nm.并采用自制的双探针扫描电子显微镜系统，对所生长的单根CNF作了场发射特性研究.结果表明，其场发射开启电压约为5V/μm，相应的发射电流达到20μA/cm2，同时，对不同长度的CNFs及单根CNF不同位置的场发射研究表明，场发射电流的大小不仅与材料本身的功函数、外电场场强、材料的微观结构以及宏观的几何结构有关，而且电子在输运过程中所受到的散射也是决定场发射电流大小的关键因素. 关键词： 碳纳米纤维 化学气相沉积 场发射 扫描电子显微镜     

Modification of the Turbulence in the Plasma Boundary of the Wendelstein 7-AS Stellarator Using Electric Probes

The fluctuations in the edge plasmas of magnetic fusion experiments are thought to play an important role in terms of anomalous energy and particle transport. Experiments on Wendelstein 7-AS were conducted with the primary goal to investigate the performance of influencing and modifying the turbulence in the plasma boundary using electrical probes. Two movable poloidal probe arrays were used for the experiments, one located on the inboard side of the vessel and the other on the outboard side. A subset of probe tips was used for actively driving the plasma by different control signals, the remaining probes collected fluctuation data in the plasma boundary. Poloidally, we find a significant cross-correlation between active and passive probes. From analysis of the coherency and phases of the passive probe tips, it can clearly be seen that the background E×B-rotation of the plasma plays a crucial role for the applied signals. In the case of externally driven waves by several phase-locked active probes, the direction of the wave propagation with respect to the plasma rotation (co- or counter-rotating) is essential for a proper coupling to the turbulence. In toroidal direction we find that the propagation of the signals along the magnetic field lines depends on co- or counter-rotation with respect to the background plasma rotation.     

Determination of Spatial Distribution of Plasma Current Density by Multibeam FIR Interferometry/Polarimetry

A method is derived for inferring the point-wise current density given the shape of the outer plasma boundary ?i neds and ?i neB?d?s, where ne is the electron density, d?s is an increment of path length, and B? is the magnetic field strength. The i is an index for the several integral traverses that are required. The integral quantities are assumed to be obtainable from far infrared (FIR) interferometer/polarimeter measurements [1], and the outer plasma boundary shape could be obtained from plasma loop probe measurements [2]. The method obtains a current density distribution that is consistent with ? . B? = 0, ? × B? = ? j?, assuming that the ne contour lines follow the B-field lines [3], [4], as well as the measured line integrals, and the measured outer plasma boundary shape. If they are available, other experimental data can also be incorporated into the analysis method. A set of data from the TEXTOR tokamak reported by Soltwisch [3] is analyzed by the method, and the results are discussed.