HL-2A等离子体的控制和边界识别

在托卡马克装置中，等离子体控制是一项重要的基础性工作，是托卡马克装置等离子体能够平衡、正常放电运行重要而基本的条件。这项工作包括等离子体电流、位置、形状、密度、电流分布、q值的控制和等离子体破裂控制等。其中电流、位置和密度的控制是圆截面等离子体的基础性工作；对于非圆截面装置，除了电流、位置和密度的控制之外，形状的识别和控制又是必不可少的基础性工作。这其中等离子体形状的识别和位置控制又是最复杂和最困难的。本论文给出了HL-2A装置等离子体电流和水平位移控制的理论模型和MATLAB仿真结果，并具体介绍了目前HL-2A装置等离子体控制系统的软、硬件组成。     

托卡马克边界等离子体数值模拟

本文用数值模拟法，通过数值求解二维多流体等离子体输运方程。来模拟托卡马克边界等离子体输运过程和输运特性。模拟计算的结果，对托卡马克偏滤器和第一壁的设计有重要意义。     

HT-7超导托卡马克调制电流改善等离子体约束

在HT-7超导托卡马克上进行了电流调制改善等离子体约束物理实验,获得了初步的实验结果。对电流调制时的径向电场进行了数值计算和讨论。当等离子体环向电流以适当的频率和幅值周期性调制时,低模数的磁流体不稳定性得到明显的抑制,等离子体中心电子温度增加了33%,等离子体电子密度分布明显陡化,能量约束时间增加了27%~45%。杂质辐射周期性减少,粒子约束时间增加了2倍。在等离子体边界产生更强的径向负电场。     

HT-7超导托卡马克调制电流改善等离子体约束

 在HT-7超导托卡马克上进行了电流调制改善等离子体约束物理实验，获得了初步的实验结果。对电流调制时的径向电场进行了数值计算和讨论。当等离子体环向电流以适当的频率和幅值周期性调制时，低模数的磁流体不稳定性得到明显的抑制，等离子体中心电子温度增加了33%，等离子体电子密度分布明显陡化，能量约束时间增加了27%~45%。杂质辐射周期性减少,粒子约束时间增加了2倍。在等离子体边界产生更强的径向负电场。     

托卡马克中等离子体表面相互作用—氢的捕获问题

本文评述了托卡马克中等离子体表面相互作用—氢的捕获问题。着重讨论氢的捕获过程及其在磁约束聚变研究中的重要意义,氢的输运扩散模型理论和B.L.Doyle引入无量纲输运参数的简化理论公式,实验研究装置、方法及研究的一般情况,并总结分析了一些重要的实验结果。     

等离子体理论——托卡马克环向磁场波纹引起的粒子香蕉轨道偏离

在托卡马克中，热核等离子体的磁约束必须通过有限数目的环向磁场线圈来实现，这就产生了波纹环向磁场结构和由其引起的捕获高能粒子轨道的形变，从而造成高能粒子的快速损失通道——磁波纹损失。在托卡马克聚变堆(比如ITER)的设计中磁波纹损失是一个必须要考虑的问题，因为它将使大量α粒子在未被热化前损失掉，从而降低α粒子加热，并且由于波纹损失的局域性很强，有可能形成严重的聚变堆第一壁的局部损伤。     

HT-7铁芯超导托卡马克等离子体电流和水平位移多变量反馈控制

对有双层低温厚壁铜壳的铁芯超导托卡马克等离子体电流和位移反馈控制进行了分析,采用一种新颖的方法对铁芯饱和而引起的电磁参数非线性和时变性进行了处理,用等效正反串线圈模型代替厚壁铜壳,从而建立了HT-7超导托卡马克等离子体电流和水平位移反馈控制状态方程模型.并采用了检测中间状态变量进行补偿而达到解耦的目的,设计出了托卡马克等离子体位移和电流反馈控制系统,在实验中得到了很好的结果.该方法大大减少了反馈控制的计算工作量并提高了响应速度.使得铁芯、厚壁铜壳与线圈之间的强耦合给等离子体控制带来的困难迎刃而解. 关键词：     

HT—6M闭环反馈平衡控制系统

本文描述HT-6M托卡马克装置闭环反馈平衡控制系统的结构组成,通过对各个环节的简化,得到了有效实用的数学模型,进而分析了系统稳态和动态性能。实验结果表明,该系统运行可靠;并且,将等离子体环水平位移控制在2mm以内。     

HL─1装置等离子体输运与锯齿特性的数值研究

本文利用一维圆柱等离子体输运编码（ＴＲＡＮＰＹ），编制了模拟锯齿振荡的大型编码（ＳＡＷＭＯＤ）。对锯齿振荡的研究，我们选用了两种具有代表性的理论模型：重联模型和湍流模型，后者特别适用于低ｑａ放电的锯齿特性研究。重联模型的锯齿振荡是由于磁力线的完全重联引起的，而湍流模型的锯齿振荡是因为微观湍流或磁力线的随机化而产生的。最后，我们将ＨＬ─１装置的一次典型高密放电的参数代入（ＳＡＷＭＯＤ）编码，运算结果表明，重联模型和湍流模型均能解释实验观测的锯齿现象，理论模拟与实验结果符合较好。     

HL—1装置等离子体位置反馈控制

本文简述了用位移做反馈控制信号,用非线性二位调节器组合前馈环节,控制厚钢壳(厚度d=5cm)外的垂直场和水平场线圈电流,在HL-1装置上实现了等离子体位置反馈控制的情况。当铁芯不饱和时,在水平和垂直两个方向上均可控制等离子体位置在±2mm之内。     

位移测量中真空室偶极涡流的影响及其扣除

一、真空室上偶极涡流对测量的影响 在托卡马克放电中,出现宏观不稳定性时,等离子体电流会出现小的正尖峰,并在整个大环上沿水平方向向内快速收缩。这时真空室(薄不锈钢壳)上会感应出很大偶极涡流,如图1所示,真空室上偶极电流分布为     

HT-7低杂波电流驱动效率与等离子体参数相关性实验

通过开展低杂波电流驱动效率与等离子体参数相关性研究,HT 7装置上的最大电流驱动效率达到ηCD=neRpIRF/PLH≈1.4×1019A·W-1·m-2。实验结果表明,优化低杂波的功率谱、等离子体密度、纵场等参数对提高驱动效率起到了关键作用。驱动效率对波谱、密度有较强的依赖性,波谱在Npeak‖=(2.45～2.9),密度为(1.5～2.0)×1013cm-3时驱动效率较高;驱动效率随着纵场的升高而增大;同时,改善托卡马克壁状态、降低杂质水平、提高放电稳定性,对提高驱动效率有积极作用。     

HT－7托卡马克中等离子体平衡研究

本文解决了二维轴对称近似下带铁芯的托卡马克中等离子体平衡问题，计算了ＨＴ－７托卡马克中的等离子体平衡位形以及极向场系统的非线性电感和垂直场系数。最后应用Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ方程组和平衡垂直场公式得到了一组等离子体、加热场和垂直场线圈的电流波形的自洽曲线。     

HL—1装置等离子体破裂的电磁效应

本文描述HL-1装置放电过程中,等离子体破裂及环形导体中感应电压和电流的精细测量。给出了破裂时内真空室和铜壳的感应涡流、磁场和电动力。分析了它们对装置工程的影响。     

托卡马克KT—5B上有关等离子体温度和密度的几项诊断

等离子体温度和密度的诊断是聚变研究不可缺少的重要方面。本文概要叙述KT-5B托卡马克实验中与等离子体温度和密度有关的几项诊断,说明其特点,对已获得的结果作了初步分析。     

HT-7U等离子体位形与电流控制的数值模拟

通过数值求解了等离子体磁流体方程组，模拟了HT－7U装置自由边界等离子体位形及控制系统随时间的演变过程。模拟的结果对HT－7U装置及等离子体控制系统的设计具有重要的意义。     

氮ECR微波等离子体的电子能量分布研究

为了对ＧａＮ薄膜低温生长提供更多的活性氮，在一个腔耦合电子回旋共振（ＥＣＲ）半导体加工装置上，用朗谬探针和二次微分理论，研究了氮ＥＣＲ等离子体的实际电子能量分布。发现它们都是非麦克斯韦分布，含有高能电子，而且随着放电气压的下降和微波功率的增加，高能电子成分增加。