HL—1M装置的真空进展

总结了１９９４ 至１９９８ 年度ＨＬ－１Ｍ 装置的真空进展，包括真空壁条件、真空运行参数、放电进展、影响壁条件的主要因素及其控制指标等     

HL-1M装置真空室硅化的研究

GDC（He SiH4）是为HL－1M装置研制的一种常规壁处理技术。在He辉光等离子体条件下,通过气相中的电子碰撞离解、电离、离子－分子反应和在壁面上的He^ 诱导脱H2过程,在清洁的真空壁表面沉积一层无定形、半透明、致密的氢化硅（α－Si:H）薄膜。氢化硅具有良好的H（D）捕获、H2（D2）释放,能显著地降低再循环系数,有效地控制杂质水平,大大拓宽了HL－1M装置的运行范围,为HL－1M装置的LHCD、ICRH、ECRH、NBI、PI和MBI实验提供了良好的真空壁条件。     

HL-1M装置等离子体的MARFE现象

在HL-1M装置上用分子束注入等离子体的气体加料方法提高了等离子体的电子密度。当线平均电子密度从 4× 10 13cm-3 上升到 7× 10 13cm-3 时 ,利用多道辐射损失测量系统测量到来自等离子体边缘的非对称辐射现象。在强场侧等离子体辐射损失功率密度大大高于弱场侧而线平均电子密度、OⅥ杂质谱线和Hα 谱线明显增加     

CCD技术在HL-1M等离子体诊断中的应用

描述了CCD相机在HL－1M装置上的应用。报告了中性束、分子束、弹丸注入和激光吹气实验的布置、拍摄的图象和一些实验结果。对实验现象作了解释。     

HL-1M装置等离子体与ICRH发射天线的相互作用

ICRH实验的一个比较突出的问题就是杂质。杂质的产生与ICRH发射天线同等离子体的相互作用和RF脉冲的发射有着不可忽视的联系。对HL－1M装置的ICRH发射天线在两年多实验中的变化作了简要的介绍和讨论，并对今后ICRH发射天线的设计提出了一些建议。     

HL—1M装置内壁锂涂覆实验

Li是原子序数最小的金属元素,具有非常活泼的化学活性,是最有希望的第一壁材料。TFTR装置经过锂化后提高了等离子体存储能量、中心离子温度和密度的峰化以及聚变反应速率,表明了原位锂化的巨大优越性。原位硅化已成为HL－1M装置常规壁处理手段,与此同时,HL－1M装置也正在探索先进的锂化工艺技术。本文介绍了HL－1M装置锂化技术的进展、锂化效果和锂化后的内壁状态以及目前锂化技术的不足。     

HL-1M装置超声分子束流注入过程中的团簇现象

在ＨＬ－１Ｍ装置上最近改进后的超声分子束流加料实验中,发现边缘等离子体的Ｈａ线辐射信号沿大环方向同有序变化。在超声分子束注入口附近区域,Ｈａ信号为长方形正脉冲,类似于分子束注入脉冲,而在远离注入口区域的边缘Ｈａ信号为负尖脉冲。在注入口附近区域,用静电探针测得的径向电子温度和密度在超声分子束注入期间分别下降和上升了一个数量级。ＣＣＤ相机拍摄分子束与等离子体相互作用产生的Ｈａ线辐射强度分布等实验结果表     

HL-1M装置多脉冲钕玻璃激光汤姆逊散射系统

描述了钕玻璃激光汤姆逊散射系统在HL 1M装置上的光路总体布局与调试 ,及HL 1M装置上电子温度的测量。散射光源为带有一级放大并可产生 1或 8个激光脉冲的钕玻璃激光器 ,用非线性KDP晶体倍频后 ,能够产生波长为 5 30nm、输出功率约为 10 0MW的脉冲。采用大孔径接收光路和D f =1 2 .8光栅光电谱仪 ,能够实现对等离子体五个空间点电子温度的测量。线色散约为 4 2nm·mm- 1 ,温度的测量范围为 10 0eV～ 2keV。     

HL-1M装置逃逸电子输运系数的研究

采用磁扰动实验和稳态实验等四种不同方法获得某些局域的逃逸扩散系数Dr。利用等离子体快速移动实验，测量了孔栏上硬X射线通量的变化，获得了边缘扩散系数，利用软X射线强度和硬X射线通量信号的锯齿振荡峰值延迟时间得出了径向平均扩散系数，用微波辐射强度和硬X射线通量信号的锯齿振荡 峰值延迟时间，获得了径向位置某处到孔栏之间的平均扩散系数。用来自孔栏上的韧致辐射谱求出逃逸电子的平均能量，得玻逃逸约束时间和径向平均扩散系数，实验中还得到了逃逸电子扩散系数的径向近似分布和内部磁扰动的径向分析。     

HL-1装置杂质控制与补充送气初步实验

将部分真空室内壁蒸钛,使Z_(eff)降低到2左右,电流坪区拉长到近400ms。用多个窄脉冲补充送气,获得了密度较高的等离子体,最大达到3. 7×10~(13)cm。实验结果表明,当前改善HL-1装置放电品质的关键在于控制杂质。     

HL-1M装置上MHD不稳定性磁扰动的探测和分析

给出了HL－1M装置上的Mirnov磁探针系统的布置及MHD不稳定性磁扰动模式的探测方法，探讨了实验中存在的MHD不稳定性现象。用空间傅立叶变换分析了HL－1M装置上的磁扰动模式，给出了在存在不同极向扰动模式放电条件下的各磁探针信号之间的相位比对关系结果，从而确认实验中所使用的方法的正确性和实用性。     

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。     

HL-1装置逃逸电流的数值模拟

本文对HL-1装置放电中的逃逸电流进行了零维数值模拟。考虑了逃逸电子的产生和损失,电子及离子的能量平衡与粒子数平衡。数值结果与实验较为符合。     

HL-2M �������Inconel 625 ���������о�

HL-2M真空室的主体材料被选为Inconel 625。通过研究3个产地的Inconel 625母材和焊缝的性能,对比分析了该种材料的各项性能参数。通过比较得到进口Inconel 625母材和焊接接头综合性能均最优。各项试验结果及分析对真空室部件的制造有重要的指导意义。     

HL-2M 装置真空系统调试运行

在装置初步建成阶段,有序地开展真空系统的调试内容梳理,制定合理的调试步骤和调试方案,有 利于装置各系统的功能确认和故障排除,高效地开展各系统协同运行,为 HL-2M 装置初始等离子体放电提供装 置辅助系统层面的放电条件准备。装置真空系统主要涉及超高真空抽气系统、器壁处理系统和送气加料系统等。 基于制定的联调目标,针对 HL-2M 装置真空相关系统开展了界面关系梳理、子系统调试方案制定、系统工程联 调步骤和方案的拟定等工作,通过联调完成了装置在真空获得、壁处理、加料等方面的条件准备,为初始放电提 供了基本保障。      

HL-2M 真空室用Inconel 625 材料性能研究

HL-2M 真空室的主体材料被选为Inconel 625。通过研究3 个产地的Inconel 625 母材和焊缝的性能,对比分析了该种材料的各项性能参数。通过比较得到进口Inconel 625 母材和焊接接头综合性能均最优。各项试验结果及分析对真空室部件的制造有重要的指导意义。     

HL-2M 装置真空室设计

HL-2M 真空室结构为“D”形截面的双层-薄壁-全焊接式-环状结构,内环直径 2m,外环径 5.22m, 高 3.02m,由 20 个扇形段组成而成。真空室上开设有 121 个窗口以满足真空抽气、实验诊断、辅助加热及工程安 装等方面的要求;支撑采用滑动杆式结构;材料选用 Inconel625、Inconel718 与 316L 组合。运用有限元法对真空 室进行了结构强度评估,真空室满足设计要求。