| 基于超级电容器的充放电电路系统研制及其在EAST限制器探针测量中的应用 |
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| 作者姓名： | 张问博 刘少承 廖亮 魏文崟 李乐天 王亮 颜宁 钱金平 臧庆 |
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| 作者单位： | 1. 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所;2. 中国科学技术大学研究生院科学岛分院 |
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| 基金项目： | 国家磁约束聚变能重点研发专项 批准号:2019YFE03040000;国家自然科学基金 批准号:12275310,12275312;中国科学院等离子体物理研究所基金 批准号:DSJJ-2021-01 、中国科学院合肥大科学中心协同创新基金 批准号:2021HSC-CIP019 和中国科学院合肥大科学中心高端用户基金 批准号:2021HSC-UE014,2021HSC-UE012 资助的课题~~; |
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| 摘 要： | EAST限制器探针安装在低场侧限制器,在环向上共有两个阵列,可以同时工作在悬浮电位测量、离子饱和流测量和扫描单探针模式.当朗缪尔静电探针运行在离子饱和流测量模式时,需要为其提供稳定的偏压.本文采用大容量电容器为探针提供偏压,相比于其他磁约束聚变装置上使用的9 V干电池组,大容量电容器具有电压设置灵活、易于维护和环保等优点.为此,研发和测试了整套超级电容器的充放电控制电路.本文还基于Python语言开发了超级电容器充放电控制电路的控制软件,通过该软件可以实现对电路的远程控制和自动控制.经实验测试,电容器充放电控制电路可以在长脉冲放电条件下为探针输出稳定的偏压,适用于磁约束聚变的复杂电磁环境.通过将超级电容器充放电控制电路应用于EAST限制器探针诊断,测量了2.45 GHz和4.6 GHz两种低杂波加热条件下刮削层等离子体离子饱和流、悬浮电位、电子温度和密度等特征参数的三维分布,发现2.45 GHz低杂波加热时刮削层电子密度较高,而双波协同加热时刮削层电子密度最高.这一系列测试与物理实验充分验证了超级电容器充放电控制电路的可靠性和稳定性.
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| 关 键 词： | 朗缪尔探针 超级电容器 磁约束聚变等离子体 托卡马克 |
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