微型磁探针在Z箍缩负载电流诊断中的应用

介绍了磁探针测量等离子体电流的设计原理,针对Z箍缩实验负载的实际结构特点和现场布局,制作出应用于诊断脉冲功率装置Z箍缩实验负载通过电流的微型磁探针,并通过建立相同结构尺寸的模拟负载装置的方法,实现了对其灵敏度的标定。实验结果显示:在脉冲功率装置峰值电流1.2MA、电流上升时间60ns时,由微型磁探针测得的负载电流与加速器监测电流存在12%的幅度差异,电流峰值时刻存在5ns的差异,说明微型磁探针技术测量Z箍缩负载电流的结果是可靠的。     

Z箍缩丝阵负载区域的似稳态磁场分布

 将负载区域的电流（丝阵电流、阴极板电流、阳极板电流和回流柱电流）离散成电流线或电流面等电流微元,根据毕奥-萨伐尔定律,计算所有电流微元在指定场点的磁场,再通过叠加给出该点的总磁场。研究结果发现:在丝阵外围区域,仅由丝阵电流所产生的磁场偏离无限长直导线磁场公式的值,但全部电流所产生的总磁场与公式给出的值很接近。同时,研究了不同负载结构参数下的磁场分布,结果表明：增加丝根数有助于减小单根丝表面的局部磁场,改善丝阵外围磁场分布的均匀性。     

Numerical simulation of electron cyclotron current drive characteristics on EAST

Electron cyclotron current drive （ECCD） will be applied in the EAST tokamak during its the new campaign. In order to provide theoretical predictions for relevant physical experiments, some numerical simulations of ECCD with the parameters of EAST have been can＇ied out by using TORAY-GA code based on the understanding of ECCD mechanisms. ECCD efficiencies achieved in different plasma and electron cyclotron （EC） wave parameters are given. The dependences of ECCD characteristics on EC wave injection angle, toroidal magnetic field, plasma density, and temperature are presented and discussed.     

喷气Z箍缩负载的质量线密度确定

 喷气Z箍缩的负载参数（如质量线密度及半径）必须和脉冲驱动源的电流（幅值和上升时间）相匹配。作者利用微型快速电离规测量了喷气Z箍缩中超音速喷嘴产生的气体负载的密度分布，并由此得到了负载质量线密度为43μg/cm，这符合原定的喷嘴设计指标。     

Z箍缩丝阵负载参数的优化设计

 以俄罗斯S-300 Z-pinch 装置的负载电流波形为基准，利用Z箍缩的质点模型对钨丝阵负载的初始半径和线质量进行了系统的优化计算，得到了不同电流幅值的电流波形所对应的优化丝阵负载参数。发现了负载最大内爆动能与负载电流幅值的平方成正比关系。电流上升时间对最优丝阵负载参数的影响的计算表明，随着负载电流上升时间的增大，负载的最优线质量也要增大。     

初始溅射粒子密度对烧蚀粒子密度和速度分布的影响

采用蒙特-卡罗(Monte Carlo)模拟方法,研究了初始溅射粒子密度对其传输中的密度和速度分布以及环境气体密度分布的影响.结果表明,随着初始溅射粒子密度增大,烧蚀粒子和环境气体高密度峰的交叠区离开靶的最大距离减小,被衬底反弹后,距靶的最小距离减小,烧蚀粒子的速度分布随初始溅射粒子密度增大而变宽,当初始溅射粒子密度大于8.33×10²⁵ m^-3时,出现速度劈裂现象.所得结论为进一步定量研究纳米晶粒的成核机理提供了基础. 关键词： Monte Carlo模拟 烧蚀粒子 密度分布 速度分布     

Z箍缩驱动器与丝阵负载耦合特性研究

以丝阵内爆零维模型为基础,采用Pspice模拟行为建模方法,建立了丝阵内爆动态电感与Z箍缩驱动器耦合的全电路模型,实现驱动器放电过程与丝阵内爆过程的自洽求解,并研究了丝阵参数、电路参数对内爆过程的影响.结果表明:丝阵负载与驱动器存在强耦合关系,丝阵参数、电路参数对丝阵峰值箍缩电流、内爆时间、内爆动能影响很大;在驱动器参数不变,内爆时间不超过电路固有放电周期1/4的前提下,峰值箍缩电流、内爆时间、内爆动能随丝阵质量的增加而增大,内爆时间随丝阵初始半径的增加而增大;在丝阵参数不变时,随着驱动器等效电容的增大,内爆时间减小,丝阵内爆动能增大,但驱动器储能转化为内爆动能的效率却先增大后减小.对于特定的驱动器,优化的丝阵参数应使内爆过程充分利用驱动器固有放电周期的上升沿,使丝阵快速收缩的时间起点接近电路固有放电周期的四分之一,以获得最大的动能效率. 关键词： Z箍缩驱动器 零维内爆模型 模拟行为建模 耦合特性     

“阳”加速器丝阵负载内爆数值模拟

基于描述Saturn装置的ZORK模型,使用Pspice语言建立了适用于阳加速器计算使用的金属丝阵负载模型并进行了相关计算,经过数值模拟与阳加速器1050#,1043#等相关实验结果的对比,验证了驱动电路与相关模型设计的正确性,并对计算结果进行了讨论,给出了此负载模型的适用性分析。使用计算得到的阳1050#加载电流曲线,进行了1维磁流体力学计算,给出内爆时间、辐射功率峰等相关参数。     

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采用高斯光束的研究方法,结合Fokker-Planck方程,在堆级等离子体条件下模拟了发射波功率密度的改变对电子回旋波功率沉积以及电流驱动的影响。结果表明,高功率密度的波束会拓宽功率沉积剖面,使功率沉积的位置略有外移,电流驱动效率略有降低。     

发射波功率密度对电子回旋波电流驱动的影响

采用高斯光束的研究方法,结合Fokker-Planck方程,在堆级等离子体条件下模拟了发射波功率密度的改变对电子回旋波功率沉积以及电流驱动的影响。结果表明,高功率密度的波束会拓宽功率沉积剖面,使功率沉积的位置略有外移,电流驱动效率略有降低。     

微型磁探针在Z箍缩负载电流诊断中的应用

介绍了磁探针测量等离子体电流的设计原理,针对Z箍缩实验负载的实际结构特点和现场布局,制作出应用于诊断脉冲功率装置Z箍缩实验负载通过电流的微型磁探针,并通过建立相同结构尺寸的模拟负载装置的方法,实现了对其灵敏度的标定。实验结果显示:在脉冲功率装置峰值电流1.2 MA、电流上升时间60 ns时,由微型磁探针测得的负载电流与加速器监测电流存在12%的幅度差异,电流峰值时刻存在5 ns的差异,说明微型磁探针技术测量Z箍缩负载电流的结果是可靠的。     

Sawtooth-like electron density oscillations under laser blow-off and lower hybrid current drive in HL-1M tokamak

By using of a six-channel HCN laser interferometer, the sawtooth-like density oscillations without being exhibited in the ohmic phase plasma have been observed during lower hybrid current drive (LHCD) discharges in the HL-1M device. There are often accompanied by injected impurity with laser blow-off. Analyses show that this kind of density sawtooth-like oscillation comes from the mutual effect of LHCD and impurity. An available mechanism is the loss of superthermal electrons by the magnetic perturbation, which is caused by the crash of the central accumulated impurities.     

Optimized calculation of the synergy conditions between electron cyclotron current drive and lower hybrid current drive on EAST

The optimized synergy conditions between electron cyclotron current drive(ECCD) and lower hybrid current drive(LHCD) with normal parameters of the EAST tokamak are studied by using the C3PO/LUKE code based on the understanding of the synergy mechanisms so as to obtain a higher synergistic current and provide theoretical reference for the synergistic effect in the EAST experiment. The dependences of the synergistic effect on the parameters of two waves(lower hybrid wave(LHW) and electron cyclotron wave(ECW)), including the radial position of the power deposition, the power value of the LH and EC waves, and the parallel refractive indices of the LHW(N) are presented and discussed.     

Effects of trapped electrons on off-axis lower hybrid current drive in tokamaks

The effects of trapped electrons on off-axis lower hybrid current drive （LHCD） in tokamaks are studied, A computer code for solving the Fokker-Planck equation in a toroidal geometry is developed and employed. The code is suitable for various auxiliary heating and current drive schemes in tokamak plasmas. The influence of the resonance regime on the current drive efficiency as well as the influence of trapped particle fraction on the current drive efficiency are emphasized. It is shown that, as an electrostatic force, the lower hybrid wave causes some of the trapped electrons to be untrapped and lose their energy, which can cut the LHCD efficiency by about 30%. The ITER scaling law is also used to estimate the trapped electron effects.[第一段]     

Study on current density distribution of electron beam spots by wave optics theory

The image theory of wave electron optics is used to study the current density distribution of electron beam spots for high-resolution electron optical systems. Using the wave aberration concept and paraxial expansion of charge density, the space charge effect is taken into consideration by modification of paraxial rays and spherical aberration coefficient of the lens. The point spreading function is obtained by Fourier-Bessel transform of the optical transfer function considering the space charge and partial coherence of the electron source.     

HT-7װ�õ��Ӳ������������ݵ�����Ϊ����

用NaI闪烁体探测器组成的逃逸电子诊断系统和CdTe半导体探测阵列组成的快电子轫致辐射诊断系统,研究了一定等离子体密度条件下低杂波功率和等离子体电流对逃逸产生的影响以及一定低杂波功率下等离子体密度对逃逸电子产生的不同作用效果。根据实验数据计算了HT-7装置等离子体中电子逃逸的阈值电场和一定放电条件下电子逃逸的阈值能量。     

电感分布对双层丝阵Z箍缩内爆动力学模式的影响

采用等效电路和零维分析方法,建立了双层丝阵Z箍缩内爆动力学的物理模型. 研究了内、外层丝阵电感分布及其变化对双层丝阵内爆动力学模式的决定性影响,结果表明丝阵的初始电感决定了初始电流分配,动态电感变化影响丝阵内爆的动力学过程. 提出由于电感的变化可能存在四种不同的双层丝阵内爆动力学模式. 针对“强光一号”装置Z箍缩双层丝阵负载参数进行计算分析,可以得到外层等离子体穿透内层先运动到芯的动力学模式,与其他低电流装置在实验上观察到的物理图像一致. 关键词： Z箍缩内爆等离子体 双层丝阵负载 电感 动力学模式     

不同Z-箍缩负载磁绝缘传输线电流损失特性

在装置“S-300”上,通过测量真空磁绝缘传输线中电极间电子流轫致辐射和负载上的电流、电压等参数,研究了磁绝缘传输线中的电流损失特性。实验中使用了阻抗特性不同的3种负载,结果表明,磁绝缘传输线中的电流损失特性显著地取决于负载。当负载为丝阵靶时,电流损失出现在丝阵等离子体最大箍缩时刻,且其值不超过负载总电流的5％。     

几类粒子密度算符和粒子流密度算符的讨论

从粒子密度和粒子流密度出发,分析了几类相关的算符,讨论了它们的性质与相互关系;从具体的物理意义出发,明确了合适的粒子密度算符和粒子流密度算符的表达形式.     

等离子体天线表面电流分布与辐射特性研究

建立了表面波驱动等离子体天线装置,提出了一种等离子体天线表面电流指数分布模型,并利用该表面电流分布模型计算了天线的辐射方向图.研究结果表明,等离子体密度随轴向距离的增大呈指数衰减趋势.正常工作状态下表面波波矢虚部随等离子体密度的增大而下降,遵循与等离子体密度类似的指数衰减规律,但其实部则基本保持不变.等离子体天线的表面电流呈振幅指数衰减行波模式.利用该表面电流分布模型计算得到的辐射方向图呈现典型的8字形分布,与实验测量结果良好符合.当射频功率减小,等离子体天线辐射方向图宽化.