HL-2A装置Nd:YAG激光汤姆逊散射多道测量系统

 利用Nd:YAG激光汤姆逊散射多道测量系统对等离子体多空间点的电子温度和密度进行了测量。用标准光源和电扫描单色仪构成的标定系统对散射光谱的响应系数进行了标定。给出了等离子体中心附近6空间点的温度和密度的测量结果，时间分辨率为100 ms，空间分辨率约为2.2 cm。对实验结果的不确定度进行了估计，为-12% ~ 12%。实验结果证明：系统可测量等离子体温度的空间范围为-35 ~ -3 cm，实验数据稳定可靠。     

微悬臂梁生化传感系统的性能分析

在基于光杠杆原理检测微悬臂梁变形的生化传感实验系统中,液体折射率的变化会导致PSD上光斑的位移,从而影响系统的检测信号。本文从理论上分析了在不同检测光束的入射角度、微梁的放置角度等参数条件下,液体折射率的变化对系统检测信号的影响。结果表明：在传统的光路下,液体折射率改变10-3引起的光斑位移与一般的生化反应引起的位移相当,即液体折射率的改变严重影响系统的检测信号。通过理论分析还发现在适合的参数配置下,可以忽略折射率变化对系统检测信号的影响。同时,参数的改变不影响系统的检测灵敏度。理论分析的结果得到了实验验证。     

Investigation of Impurity Ion Transport with Laser Blow-off in HL-2A Tokamak

Non-recycling impurities are injected into ohmic HL-2A plasma for the first time. The impurities of titanium and aluminium are injected in the discharges with varying plasma density and current. The convection and diffusion process of the injected impurity ions during the inward phase are qualitatively investigated. The results show that the transport of impurities is much slower in the central region of the plasma than outside of it and that it is greatly enhanced during sawtooth crashes.     

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HL-2A装置激光吹气系统采用了全新自动控制的设计方法,实现了杂质注入量、靶片位移以及激光器被触发的时刻的精确自动控制.运行结果表明,该系统能把杂质的注入量控制在适当的水平,既不对等离子体约束产生影响,又便于光谱测量和杂质粒子输运研究.给出了激光吹气系统的设计,以及初步的实验结果.     

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介绍了一种处理HL-2A汤姆逊散射原始实验数据的新方法——最大似然法。该方法用数理统计的手段，通过使理论推导出的数据与实际采集到的散射数据最大可能的一致，得到了较准确的等离子体电子温度Te和密度ne。将计算所得的结果与现在汤姆逊散射系统所用的比值法得到的结果相比较，验证了该方法的可适用性，并能够克服比值法的一些缺陷。     

HL-2A装置孔栏位形下激光吹气注入杂质的初步实验结果

在聚变堆条件下，等离子体中杂质将严重影响燃料的浓度，并产生大量的功率损失而倍受关注。普遍用于托卡马克等离子体杂质输运研究的方法是瞬态扰动法，主要以主动注入杂质源来研究杂质的扩散和对流过程。短脉冲型的杂质注入一般可采用快过程的压电阀和激光吹气两种方式，而激光吹气方法是一种不容置疑的最好的杂质输运研究方法，因为杂质的注入时间和注入量都可以得到很好的控制，几乎能研究任何状态的等离子体杂质输运过程并对等离子体参数的扰动最小。杂质输运信息可通过探测杂质离子的辐射来得到，这些辐射主要包括由光谱仪测量的线辐射信号和由软X射线成像技术得到的软X射线辐射信号，通过这些测量可带出杂质分布的空间和时间演化的信息，再利用数值模拟计算编码，重建实验数据，从而得到杂质输运的扩散系数D、对流速度V和约束时间等。     

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设计并优化了一种新型多色仪。该方案中滤光片和探测器更加易于安装,缩短了光程长度,提高了对散射信号的探测本领,减少了透镜的使用数量,提高了多色光谱仪的传输率。通过数值计算,得到在200~20000eV温度范围内多色光谱仪的通道数为7是最优化结果。最后,对7通道多色仪的相关参数进行优化设计,使用模拟退火法计算优化各通道干涉滤光片的波长范围。     

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     

斜变法在HL-2A电子回旋加热功率沉积计算中的应用

介绍了用斜变法计算等离子体在辅助加热中能量沉积剖面的基本原理,并首次在HL-2A上利用斜变法处理在电子回旋波注入时刻电子的温度密度等参数数据,得出了电子回旋在轴加热和离轴加热的功率沉积剖面,验证了该方法的适用性.     

HL-2A托卡马克上的边缘局域模特性初步研究

高约束模式(H模)下自发产生的边缘局域模(ELM),虽然利于控制等离子体密度和排出杂质粒子从而实现H模放电的稳态运行,但是ELM爆发携带的大量粒子和能量会对装置的第一壁材料造成很大的损坏,所以在下一代聚变装置上使用之前很多装置已经开始了对ELM的研究.在HL-2A装置上观察到了不同的ELM,扰动幅度小的ELM引起的等离子体储能损失小于3%,ELM之间的时间间隔约为3 ms,表现出Ⅲ型ELM的特征;扰动幅度较大的ELM的爆发对等离子体电流、等离子体密度及储能都有很明显的扰动,对等离子体储能的扰动大于10%,ELM爆发的频率随通过等离子体磁分界面的净加热功率的增加而增加,表现出明显的Ⅰ型ELM的特征.ELM先兆有不对称性,在弱场侧磁探针信号能观测到,但强场侧却观测不到;ELM先兆的频率约为45 kHz,观测到的最长的先兆先于ELM前约10ms出现.