稳态强磁场实验装置及其科学研究

稳态强磁场实验装置(Steady High Magnetic Field Facility,SHMFF)是我国自主研制的国内唯一能提供稳态强磁场实验条件的国家重大科技基础设施,已于2017年9月竣工,完成国家验收。SHMFF的磁体技术和装置综合性能达到国际领先水平,为我国材料、物理、化学、生命科学等多学科的前沿研究提供了一流水平的强磁场极端实验条件。来自国内外的众多科学家们正在利用SHMFF开展多学科研究,已经取得一大批重要的科学研究成果,不断地推动多学科基础科学前沿的发展。     

离子伯恩斯坦波对低杂波驱动电流影响的研究

利用改进的二维Fokker-Planck方程和低杂波射线轨迹程序研究了在低杂波和离子伯恩斯坦波协同作用下低杂波的功率沉积分布、驱动电流分布。数值结果显示在两波协同作用下低杂波驱动非感应电流的效率得到了很大的改善。     

大型CICC超导磁体的超导接头研制

国家大科学工程"稳态强磁场装置"混合磁体的外超导磁体采用了管内电缆导体(CICC)方案,CICC超导接头就成为建设强磁场装置的关键技术之一.针对混合磁体的结构和工作模式,我们设计了两种新型结构、满足不同连接需要的CICC导体超导接头,并对研制的超导接头样品在4.2K低温下进行了性能测试,其各项性能满足了稳态强磁场混合磁体外超导磁体的工作要求.本文将主要介绍该超导接头的设计方案以及整个研制过程.     

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HT-7上用于低杂波电流驱动的相控波导阵天线采用的是标准波导,长和宽都是有限值。在考虑了天线上下排波导之间可能存在的极向相位差以及电磁干扰时,通过数值模拟的方法,分别得到了低杂波在环向方向的平行功率谱和在极向方向的极向功率谱。由于极向波矢的存在,低杂波进入等离子体的入射方向会发生改变。最后在不同极向相位差下对低杂波进入等离子体的入射方向进行了简要的计算和讨论。     

快波少数离子加热

对快波少数离子加热的机理进行了比较详细的讨论.通过射线轨迹算法对两种离子的等离子体快波加热进行了数值模拟,并给出了两种离子不同浓度比的计算结果.     

三维洞穴环天线的耦合计算

在离子回旋共振加热中,对具有较复杂边界条件的洞穴环天线,通常为了简化计算忽略环天线水平分量的影响,按二维天线模型进行处理.给出了一种三维天线模型的详细计算过程,该模型与实际天线更加吻合,其计算结果可供洞穴环天线设计时参考. 关键词： 洞穴环 波加热 三维模型     

HT-7托卡马克低杂波天线的涡流及电磁力分析

用有限元方法详细分析并计算了HT 7超导托卡马克等离子体实验装置上低杂波天线壁上的涡流分布、感应磁场位形和天线所受电磁力.针对难以求解的磁场耦合问题,采用了新的迭代算法.具体的分析方法和计算结果对于研究复杂电磁环境下金属板上的涡流及其所受电磁力的分布具有一定的借鉴价值.     

40T混合磁体Nb_3Sn超导电缆的研制

中国科学院强磁场科学中心的40T混合磁体由内部水冷磁体和外部超导磁体组成。外部超导磁体采用高临界电流密度的Nb3Sn材料制成的CICC超导导体绕制而成,目前已经完成了超导磁体所需的超导电缆的全部设计和加工任务。本文详细介绍了采用Nb3Sn材料的CICC超导电缆的设计准则、电缆配置方案以及绞制工艺等内容,讨论了超导电缆的扭距大小选取原则、叠包参数选取原则,分析了绞制过程中放线张力的控制方案等内容。     

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详细介绍了HT-7装置低杂波前级系统的组成、低杂波系统的采集和功率模式控制。实验中通过前级PIN开关控制不同的低杂波输出模式,满足了HT-7装置相应实验对低杂波的要求。     

Design of a TE10-TE30 Rectangular Mode Converter for 4.6GHz LHCD Launcher in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak

A compact rectangular TE10-TE30 mode converter is developed for the lower hybrid current drive （LHCD） launcher on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak （EAST） at 4.6 GHz. The converter with periodic width perturbation aims to divide the microwave power into three sub-waveguides in the poloidal direction. We present the design and numerical calculation of the mode converter. Calculations are performed on the ripple wall converter by codes based on numerical solving the coupled-mode differential equations and on the simulation of the High Frequency Structure Simulator （HFSS） package. The resulting conversion efficiency from TE10 mode to TE30 mode exceeds 95% within the bandwidth from 4.56 GHz to 4.64 GHz, and the return loss of the oversized transducer can be considerably decreased to 0.068% by means of a capacitive button embedded in the E-plane of the waveguide.