阿尔芬波加热研究中的新颖纵向天线

本文提出了一种用于托卡马克等离子体中阿尔芬波加热用的新颖纵向天线。这种天线提供了研究高阶模的可能性,而且激发的波谱纯度较高,对于(n,m)=(2,2)的主模占的比重达0.87,优于目前用于阿尔芬波加热的各种天线。本文还给出了磁场分布的模拟实验结果和角向屏蔽效果的测量结果。     

柱形等离子体辐射场和阻抗的数值计算

由柱形非磁化等离子体色散关系，得到信号沿柱形等离子体传输波矢空间分布，再根据天线方程推导得到柱形等离子体在轴向密度均匀、不均匀情况下辐射方向图、辐射阻抗与增益等参数.理论计算结果与实验都证明了柱形等离子体辐射方向图随等离子体参数变化而改变，同时实验结果表明，重新得到的数值计算结果更加精确，更加符合实际测量结果，这对等离子体作为天线传输具有重要的参考价值. 关键词： 柱形等离子体 辐射阻抗 辐射方向图     

阿尔芬波加热研究的进展

本文概述了阿尔芬波加热的理论和实验情况。讨论了阿尔芬波加热的基本物理问题,并介绍了某些重要的实验结果。对在大托卡马克上采用阿尔芬波加热的可能性进行了全面论述。     

ICRH ���߷�����n||�Կ첨�������Ӽ���Ч����Ӱ��

采用等离子体分层模型,利用WKB近似研究了离子回旋共振加热(ICRH)天线发射谱n||对离子回旋波在托卡马克等离子体的表面功率反射系数、吸收衰减的影响,数值模拟了不同天线发射谱n||条件下快波少数离子加热的效果.模拟结果表明,当其它实验参数一定时,ICRH天线发射合适的n||能提高天线与等离子体的耦合效率,增强少数离子加热的效果.     

阿尔芬波加热低β托卡马克等离子体的数值分析

本文对托卡马克等离子体阿尔芬波加热的动力学问题提出了一种新的处理方法,该方法简便、直观,并适用于其他波加热动力学问题的数值分析。     

光电导天线辐射阻抗特性模拟分析(英文)

针对连续太赫兹光电导天线辐射功率较低的缺点,利用有限积分方法对三种常用的光电导天线,包括偶极天线、蝶形天线和螺旋天线,进行数值模拟并分析比较其辐射阻抗特性.仿真结果表明,偶极天线的辐射阻抗与偶极长度、宽度、电极间隙以及传输线宽度有关,且在其谐振频率存在峰值阻抗,适用于特定频率的太赫兹波辐射.蝶形天线和螺旋天线在所研究的太赫兹波段具有近似稳定的辐射阻抗,广泛应用于宽带领域.对带有交叉电极的电极间隙进行计算,结果表明由交叉电极引入的附加电容降低了天线的高频阻抗.     

各向同性等离子体覆盖金属天线辐射增强现象

以飞行器再入大气层时面临的通信“黑障”问题为研究背景,考虑粒子动力学效应,采用温等离子体介电常数模型,理论分析了各向同性等离子体覆盖圆柱金属天线构型中角向对称电磁模式的色散特性、传播特性及辐射特性.研究结果表明:在低气压、电磁波频率w/(2π)=1 GHz参量条件下,界于金属天线表面和主等离子体层之间的鞘层厚度约为几个德拜长度;角向对称模在天线表面的传播属于快波(波的相速大于光速)辐射,且存在一个临界等离子体密度,超过此临界值电磁波变为消逝波;存在一个临界归一化鞘层厚度(ι/λ_De)_pha(或(ι/λ_De)_att),超过此临界值时,相位常数(或衰减常数)幅值开始陡升(或陡降),即波的传播特性发生显著改变;当金属天线半径为3倍等离子体趋肤深度、鞘层厚度为整个等离子体层厚度的0.1倍时,电场和功率出现“椭圆形轮廓”辐射增强现象,其可能是由等离子体频率共振和等离子体-鞘层-天线系统阻抗共振引起,这些结论为相控阵天线的高分辨率成像等问题提供了理论思路.     

D��-D���������в����µ���ɢ�����ұ���ģ

采用本征模式的数值打靶方法研究了离散阿尔芬本征模在DⅢ-D高性能运行条件下的物理特性,包括负磁剪切位形、高性能加热、正反中性束注入、内部输运垒以及高自举电流和甚高约束运行状态对这种阿尔芬模式的影响。在DⅢ-D托卡马克装置负磁剪切位形及先进运行状态实验参数下这些离散阿尔芬本征模存在于宽的径向区域,且具有广泛的本征频谱;高性能加热、同向中性束注入以及内部输运垒的存在有利于产生多个较深的气球模驱动势阱,由之得以很好地形成这种阿尔芬束缚态本征模;在高自举电流和甚高约束运行条件下这些离散阿尔芬本征模束缚态能够在更广的径向区域存在,且可具有较高的本征频率。另外,参照DⅢ-D装置放电实验数据的时间演变情况,这些离散阿尔芬本征模能在很宽的运行参数范围内出现,使之成为该类大型托卡马克实验中可能广泛存在的潜在不稳定性。     

HL-2A托卡马克实验进展和科学创新

中国环流器二号A(HL-2A)托卡马克是中国第一个带偏滤器的大型受控核聚变研究装置.文章综述了在HL-2A托卡马克装置上的重要实验结果.自从HL-2A装置建成以来,有以下3个重要进展:实现了等离子体偏滤器位形放电;等离子体电子温度达到5500万度;实现了具有边缘局域模的高约束(H模)放电.随着HL-2A装置辅助加热能力和先进等离子体诊断等系统的发展,该装置在聚变等离子体物理的若干领域做出了以下创新性的贡献:实验验证了对聚变等离子体输运有重要影响的带状流的三维结构;进一步发展了原创的分子束加料技术,并且成功地应用于等离子体输运研究;用低频调制的电子回旋共振加热(ECRH)对撕裂模进行了有效的抑制,并使约束得到改善;观测到高能电子激发的内部扭曲模和阿尔芬模等新的物理现象.文章还简要介绍了该装置的发展计划及近期要开展的物理实验研究内容.     

托卡马克理想磁流体不稳定性的统一描述 (I)

在与平衡磁面相联系的坐标系下，用剪切阿尔芬波近似给出了统一描述托卡马克等离子体理想磁流体线性运动的本征模方程。利用此方程，可以进一步给出大尺度扰动（扭曲模、低模数气球模、阿尔芬模）和小尺度扰动（高模数气球模、Mercier模）的本征模方程。本文详细讨论了小尺度扰动的本征模方程。     

快波加热的天线设计

托卡马克中离子回旋频段的天线耦合效率主要取决于天线的体制和天线的尺寸。根据等离子体对不同谱分量的吸收性能差别,以及天线激励电流的谱应与等离子体对射频波吸收谱相匹配,对快波加热天线设计问题进行了细致地探讨。     

Antenna Q Monitoring for Pulsed RF Heating Experiments

Low frequency wave heating experiments conducted on pulsed plasmas are often faced with the task of measuring low antenna resistance. This paper describes a method for monitoring the antenna-plasma Q during a plasma discharge. Knowledge of Q measured at low power can be helpful in the design of a high power antenna and its associated matching network. The concept of an effective Q is introduced and its importance in suppressing harmonics is noted. Q scans for a low frequency Alfvén wave heating experiment conducted on the PRETEXT tokamak are shown. Detailed circuitry of this diagnostic is included.     

ICRF Heating Theory

The fundamental aspects of plasma heating in the Ion Cyclotron Range of Frequencies (ICRF) are presented, with an emphasis on heating tokamak devices. Topics include wave propagation, minority heating, ion-ion hybrid mode conversion, second harmonic heating, evolution of the ion velocity distribution, and ICRF antenna design.     

KT—5B托卡马克上离子伯恩斯坦波的传播特性

一、引 言 在一些较大型的托卡马克装置上的研究业已表明,应用外激发离子伯恩斯坦波(IBW)对托卡马克等离子体进行辅助加热是一种极具有竞争力的方法。然而,对在托卡马克位形的等离于体中,IBW的激发、传播等一些基本过程,仍需做进一步的实验研究。我们利用小型装置的低温、低密度特点,采用高空间分辨的射频(RF)电探针作为IBW的主要探测     

Tests of an ICRH Resonant Cavity Launcher with Faraday Shield

A resonant cavity antenna designed to be suitable for ion cyclotron heating in a tokamak has been bench tested. This antenna is a "discrete element" circuit designed to launch the fast magnetosonic wave in a magnetized plasma. The resonant autotransformer design allows matching to the transmission-line impedance. The tuning and matching properties of this antenna have been compared with a simple computer model. The effective transmission of various Faraday shields has been determined by measuring the change in Q of the antenna system with and without the shield. The test results show that the antenna behaves as predicted by a simple computer model and that coolable Faraday shields with high RF transmission can be designed.     

KT-5B托卡马克装置上离子伯恩斯坦波激发条件的实验研究

本文介绍了在KT-5B托卡马克装置上,线性离子伯恩斯坦波的激发与边缘离子密度涨落、托卡马克放电参数以及发射天线位置之间关系的实验研究结果。实验表明,边缘离子密度涨落过大,将使离子伯恩斯坦波激发变得困难;正常的托卡马克运行的放电参数范围与有效激发离子伯恩斯坦波的参数范围一致;对纵环电流天线,可能存在静电模转换激发和直接激发这两种离子伯恩斯坦波激发方式共存的情况。 关键词：     

HL-2Aװ�õ��Ӳ�ϵͳ������ܷ���

HL-2A装置的1MW低杂波电流驱动系统在单只速调管的条件下进行了系统的工程调试。建立了低杂波真空系统,天线真空度为2.3Pa,传输系统真空度为4.30×102Pa,天线对装置的漏率为1.675×10-4Pa?m3.s-1。采用低真空条件下充气的方法提高了系统的功率传输能力,有效地降低和避免了打火情况的发生,初步分析了低杂波系统的真空性能以及对HL-2A装置真空的影响。     

Heating by an electron Bernstein wave in a spherical tokamak plasma via mode conversion

The first successful high power heating of a high dielectric constant spherical tokamak plasma by an electron Bernstein wave (EBW) is reported. An EBW was excited by mode conversion (MC) of an mode cyclotron wave injected from the low magnetic field side of the TST-2 spherical tokamak. Evidence of electron heating was observed as increases in the stored energy and soft x-ray emission. The increased emission was concentrated in the plasma core region. A heating efficiency of over 50% was achieved, when the density gradient in the MC region was sufficiently steep.