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用密度调制的方法研究了等离子体中粒子输运问题。采用了注入脉冲式补充送气和超声分子束两种不同的密度调制方法。在HL-2A装置常规欧姆放电的情况下,运用有限差分法和Nagashima矩阵技术,求解了粒子平衡方程。计算出了粒子的输运系数(对流速度v和扩散系数D)。研究了粒子输运系数与等离子体线平均密度之间的关系。实验结果表明,在欧姆放电的情况下,等离子体芯部的粒子对流速度方向始终是向内的,并且密度低时,粒子输运系数(粒子扩散系数D和对流速度v)较大;密度高时,粒子输运系数较小。     

HL-2A装置上ECRH实验的初步结果和电子热输运分析

电子回旋共振加热（ECRH）是托卡马克等离子体一种最常用的辅助加热手段，也是进行等离子体电子热输运和约束性能研究的一种有效手段。本文介绍了HL-2A装置上ECRH实验的初步结果，分析了在ECRH实验期间的电子热输运特征和约束情况。     

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在HL-2A装置的电子回旋辐射(ECE)外差测量中,为实现电子温度剖面分布的绝对测量,采用双温度法和磁场扫描法分别对扫频和多道ECE测量系统进行了标定,获得了各道间的相对标定系数,并利用等离子体中心道Thomson散射测量的电子温度对ECE测量系统进行了绝对标定。结果表明,这两种方法都能实现可靠的标定,并对两者的优劣进行了比较和讨论。     

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HL-2A装置实验高性能计算系统共有130个CPU,配置了多种工具软件和程序编译器;系统峰值性能为每秒7680亿次浮点运算,并且具有很好的可管理性与可扩展性。以此为基础开展了程序调优研究,HL-2A装置实验应用研究,并取得了进展。     

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根据基尔霍夫电律和牛顿力学,推导出了HL-2A等离子体平衡响应线性模型。基于matlab/simulink仿真平台并利用HL-2A装置历史实验数据,对等离子体响应模型进行了仿真分析。结果表明,此响应模型能够较好地反映极向场线圈电压与等离子体参数、磁通、磁场等物理量之间的关系,可以作 HL-2M装置位形控制器的研究设计基础。     

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介绍了HL-2A装置NBI系统的多极会切场桶式离子源灯丝电阻特性的实验结果,运用一维数值模型对灯丝稳态温度分布进行了数值计算.在不起弧时,计算了不同灯丝加热电流下的灯丝温度分布和对应的灯丝电阻.在起弧时,通过灯丝表面的等离子体鞘层近似,计算了灯丝电源输出电流为120A时不同弧流下的灯丝温度分布及灯丝电阻,给出了钨灯丝熔化对应的极限弧放电电流.最后,分析讨论了计算结果与实验测量结果的偏差.     

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用低杂波鉴相器对相位测量系统各通道经进行了相位校准,得到了各通道的相位电压关系曲线,并进行了线性拟合,线性拟合误差小于3°;推导出了相位电压关系表达式,与校准得到的相位电压曲线相比平均误差小于0.7°。该系统已成功用于HL-2A装置低杂波实验,对4支速调管的输出相位进行了测量,并得到了放电过程中相位随阴极高压波动的曲线,得出了阴极电压波动2.2%引起相位波动13.8°的结论。     

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在HL-2A 装置上优化和发展了偏滤器靶板上的红外测温系统,并利用该系统分析了高约束模放电期间边缘局域模的热沉积分布特性。在高约束模式放电期间,超声分子束注入使边缘局域模所引起的偏滤器靶板上瞬间热通量峰值下降了~60%,并伴随着边缘局域模爆发频率增加了2~3 倍,而等离子体储能仅下降了~8%。分析结果表明,大幅度的丝状结构在超声分子束注入之后得到了有效抑制,沉积到偏滤器靶板上的瞬间热通量峰值也随之下降。此外,在超声分子束注入之后偏滤器室内的热辐射损失大幅度增加,从而耗散了热输运所携带的部分能量,进一步分散了沉积到偏滤器靶板上的能量,有效地保护了偏滤器靶板。     

HL-2A ��������λ���ؽ��о�

采用了新的放电方案,消除了环向场对磁测量的影响。通过修改信号调理电路,解决了积分器不能响应磁通快速变化的问题;通过改进磁测量的标定方法,在准确标定磁通和极向磁探针测量的同时,有效地标定了径向磁探针的测量信号。输入这些有效标定数据后,EFIT能快速收敛,获得了准确可靠的位形重建结果,与探针、氢阿尔法和CCD等诊断结果很好符合。同时介绍了自行研制的sFIT位形重建代码,该代码得到的位形重建结果,与EFIT反演结果一致。     

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在HL-2A装置上研制了用于测量等离子体密度分布的两套幅度调制微波反射仪。微波反射仪采用时间延迟法。这两套微波反射仪有不同的频率范围(26.5～40GHz和40～60GHz),它们所对应的密度测量范围是(0.84～1.98)×1019m-3和(1.98～4.47)×1019m-3。时间分辨率可达1ms,空间分辨率约为5mm。     

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介绍了一种新的相位比较技术——傅里叶变换法，并将其成功地应用到了HL-2A装置激光干涉测量等离子体电子密度的计算中。通过对大量实验数据的脱机计算后，将其结果与硬件比较方法、传统软件计算方法的结果进行了对比，证实了傅里叶变换相位比较技术的正确性和可靠性；它不仅能够真实地反映电子密度变化行为，还能一定程度上改善密度曲线起始时刻不归零和跳变行为，但不能够实时计算电子密度是该方法存在的不足。     

Electron Heat Transport during Center Fuelling by Pellet Injection on HL-2A Tokamak

The improved energy confinement has been observed in many tokamaks with center pellet injection since 1980＇s. The pellet enhanced performance （ PEP ） was achieved with high power additional heating in JET and other large tokamaks. The mechanism of the PEP mode has been analyzed theoretically . The analysis shows that a few mechanisms are involved in the reduction of anomalous transport and the relative weight of these mechanisms depends on the experimental conditions. In this paper we report the pellet injection experiment results without auxiliary heating on HL-2A tokamak. Our works focus on the investigation of the electron heat transport in ohmic discharges with center pellet fuelling.     

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HL-2A装置激光吹气系统采用了全新自动控制的设计方法,实现了杂质注入量、靶片位移以及激光器被触发的时刻的精确自动控制.运行结果表明,该系统能把杂质的注入量控制在适当的水平,既不对等离子体约束产生影响,又便于光谱测量和杂质粒子输运研究.给出了激光吹气系统的设计,以及初步的实验结果.     

HL-2A装置电子密度多道干涉测量实验系统

电子密度是核聚变等离子体研究中的一个主要物理参数,为获取电子密度时空分布的准确信息,结合HL-2A装置结构特点设计并建立了八道FIR激光干涉仪测量系统。在长光路的布局中采用了介质波导传输,研制了长谐振腔高功率HCN波导激光器。另外为减少干扰影响在差拍信号数据采集电子学中采用了数字锁相滤波FPGA技术, 并用软件和硬件两种相位比较方法监测电子密度,实现了密度随时间变化的实时显示。在等离子体放电中干涉仪系统测量精度可达1/33条纹,相应密度约为1.3×10¹¹cm^-3,时间分辨为0.1ms。     

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介绍了一种软X射线多道能谱测量的新方法,该方法用软件实现实时采集、数据处理并通过软X射线能谱计算及时显示电子温度。和传统的脉高分析器(PHA)相比,道数和时间分辨率可用软件设定。新方法采用一台配有高速A/D采集卡的个人计算机获取原始的模拟信号,开发了专用的处理软件用来处理电子温度。新方法已经应用于HL-2A装置实验,与其它方法测到的电子温度具有较好的一致性。     

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HL-2A装置电子回旋共振加热系统的主要指标是2MW/1s/68GHz,系统由4个单元组成,每个单元包括一只回旋管,微波传输系统,控制保护测量和冷却等子系统。通过对ECRH系统和回旋管的调试,每只管子微波输出功率500kW,脉冲宽度1s,四管并联运行时总输出功率达到1.63MW,系统使用效率高于80%。     

Velocity modulation of electron transport through a ferromagnetic silicene junction

We address velocity-modulation control of electron wave propagation in a normal/ferromagnetic/normal silicene junc tion with local variation of Fermi velocity, where the properties of charge, valley, and spin transport through the junction ar investigated. By matching the wavefunctions at the normal-ferromagnetic interfaces, it is demonstrated that the variation of Fermi velocity in a small range can largely enhance the total conductance while keeping the current nearly fully valley and spin-polarized. Further, the variation of Fermi velocity in ferromagnetic silicene has significant influence on the valley and spin polarization, especially in the low-energy regime. It may drastically reduce the high polarizations, which can b realized by adjusting the local application of a gate voltage and exchange field on the junction.