Comparison benchmark between tokamak simulation code and TokSys for Chinese Fusion Engineering Test Reactor vertical displacement control design

Vertical displacement event(VDE) is a big challenge to the existing tokamak equipment and that being designed. As a Chinese next-step tokamak, the Chinese Fusion Engineering Test Reactor(CFETR) has to pay attention to the VDE study with full-fledged numerical codes during its conceptual design. The tokamak simulation code(TSC) is a free boundary time-dependent axisymmetric tokamak simulation code developed in PPPL, which advances the MHD equations describing the evolution of the plasma in a rectangular domain. The electromagnetic interactions between the surrounding conductor circuits and the plasma are solved self-consistently. The TokSys code is a generic modeling and simulation environment developed in GA. Its RZIP model treats the plasma as a fixed spatial distribution of currents which couple with the surrounding conductors through circuit equations. Both codes have been individually used for the VDE study on many tokamak devices, such as JT-60U, EAST, NSTX, DIII-D, and ITER. Considering the model differences, benchmark work is needed to answer whether they reproduce each other's results correctly. In this paper, the TSC and TokSys codes are used for analyzing the CFETR vertical instability passive and active controls design simultaneously. It is shown that with the same inputs, the results from these two codes conform with each other.     

基于杯[6]芳烃的选择性识别氟离子和丙二酸的荧光传感器

以杯[6]芳烃为平台, 通过在上沿用氨基吡啶桥连的方法固定构象, 并以氨基吡啶基团为识别位点和荧光基团, 合成了一类能识别F－和丙二酸的新型荧光化学传感器. 当氟离子与胺成氢键时, 由于光诱导电子转移效应(PET), 荧光强度淬灭; 但往这个配合物滴加丙二酸时, 荧光强度得到迅速恢复, 由此, 传感器体现了一个on/off的分子开关性质.     

激光诱导荧光微流控芯片分析仪的研制

研制了一种基于激光诱导荧光检测方法的微流控芯片分析仪。该分析仪使用玻璃基质聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片,可一次性进行12通道的电泳分离实验。仪器采用共聚焦式光路结构,并可通过检测由微流控芯片反射的激光信息,控制步进电机实现芯片的自动精确定位。实验结束自动保存数据,绘制分离图谱。。对9种不同长度的50 bp DNA Ladder片段进行电泳分离及数据分析,耗时在5 min内,且分离效果良好。     

P2结构层状复合金属氧化物钠离子电池正极材料

目前,碱金属(锂、钠、钾等)离子电池中的锂离子电池已经广泛应用于社会生产生活的各个方面,有力地支撑了社会的自动化、信息化和智能化。然而,由于锂在地壳中的丰度较低,以较高丰度的钠为基础的钠离子电池引起了研究者和社会的广泛关注。其中,正极材料是制约钠离子电池实用化的重要因素之一,人们需要开发出面向实际应用的正极材料。P2结构层状复合金属氧化物钠离子电池正极材料具有资源丰富、制备简单、结构稳定、放电容量高、倍率性能好和循环稳定性较好等优点,获得了研究者的广泛关注,具有实用化前景。这一系列材料由于涉及到多种过渡金属元素的组合,较为复杂。本文针对含单一过渡金属、二元组分过渡金属、三元及以上组分过渡金属的P2结构材料及其优化改性进行了系统性梳理,力求厘清研究脉络,梳理研究思路,并给出了今后发展的方向与预测。P2结构材料的主要问题是提高其初始放电容量,氧还原的应用是解决这一问题的重要方向。此外,优化材料组分及采用具有丰富储量、低成本、高安全性和环境友好性的原材料是进一步降低成本并保护环境的重要研究方向。     

CA交能流模型的演化方程与转向概率效应

给出了二维ＣＡ交通流模型的演化方程和速度表达式，引入转向概率，在计算机上模拟了转向概率引起交通堵塞现象的临界密度和对交通状态的影响。     

磁性蓄冷材料Er_3Ni的吸氢量研究

磁性蓄冷材料Er3Ni在液氦温区的回热式低温制冷机中已经被广泛应用,在以He-H2混合气体为工质的脉管制冷实验中发现Er3Ni与H2会发生反应,其产物在一定程度上提高了制冷机的性能,本文基于金属储氢过程的理论框架,分析了Er3Ni吸氢的机理,并推算了Er3Ni的理论吸氢量.对Er3Ni在室温条件下的吸氢量进行了实验测量...     

ITO导电玻璃表面直接电沉积Au的机理

用循环伏安和电位阶跃法研究Au在氧化铟锡(ITO)透明导电膜玻璃表面的电沉积过程的初期阶段. 发现在ITO表面Au的电沉积经历成核过程以及受[AuCl₄]^-扩散控制的晶核生长过程. 通过改变扫描速率分析循环伏安曲线的变化, 当扫描速率较快时, 发现Au在ITO表面的沉积过程经历[AuCl₄]^-→[AuCl₂]^-→Au两步进行; 当扫描速率较慢时, 受歧化反应作用影响而只表现为一步沉积[AuCl₄]^-→Au. 通过电位阶跃实验, 验证了Au的两步沉积过程, 并求得[AuCl₄]^-的扩散系数为1.3×10^-5 cm²·s^-1. 将成核曲线与理论曲线对照, 得出Au在ITO表面的沉积符合瞬时成核理论. 通过场发射扫描电镜(FE-SEM)对Au核形貌进行分析, 根据扫描电镜图可以得到阶跃时间和阶跃电位对电沉积Au的形貌的影响.     

An effective pumping method for increasing atomic utilization in a compact cold atom clock

We propose a simple pumping method to increase the effective population of cold atoms in the clock state and investigate the factors which affect the pumping efficiency in cold atom systems. We report the theory and demonstrate the corresponding experiment in an ⁸⁷Rb integrating sphere cold atom clock. The experimental results show that the population of cold atoms in the Zeeman sublevel |F=2, m_F=0> is approximately 1.62 times that of the result using optical pumping alone. This method can also be applied to increase the effective population in any one of the target Zeeman sublevels in other cold atom systems.     

多硫化钙固化高浓度铬污染软土的试验研究

为探究多硫化钙对高浓度铬污染软土的固化稳定效果, 进行了无侧限抗压强度和毒性浸出试验, 研究养护龄期、重金属浓度以及多硫化钙固化剂掺量对铬污染软土固化特性的影响. 研究表明: 固化土的无侧限抗压强度随着龄期的增加显著提高, 龄期28 d时的固化土体强度可为龄期7 d时强度的2.4倍; 污染土中铬浓度越高, 无侧限抗压强度越低; 掺加固化剂的污染土无侧限抗压强度有明显的提高, 当固化剂掺量为0.1%时, 强度可提高28%, 最大强度可达1.76 MPa. 掺入固化剂后, 铬的浸出浓度明显低于未掺固化剂时的浸出浓度, 固化剂掺量越高, 浸出浓度越小; 当铬的质量分数高达15000 mg●kg^-1, 固化剂掺量为0.3%时, 铬浸出质量浓度仅1.67 mg●L^-1. 提高固化剂的掺量对于固化稳定效果提升明显, 当固化剂掺量为0.3%时, 污染土的固化率在80.1%~98.9%之间.     

基于自适应直角网格的二维全速势方程有限体积解法A finite volume method for 2D Full-Potential equation on adaptive Cartesian grids

为满足亚声速和跨声速飞机概念设计中快速气动计算的需求,研究和发展一种基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法。要点如下。（1）在几何自适应直角网格的基础上,使用结合单元融合的网格切割算法处理物面边界,提出一种修正非贴体切割网格的方法。（2）采用隐式格式结合GM RES算法求解该非线性位流方程,针对流场的自适应来捕捉激波。（3）采用镜像法处理物面边界处的无穿透条件,并提出解析的方法来修正镜像单元的值。（4）针对直角网格的特点,提出在库塔线上插入库塔单元的方法施加库塔条件。NACA0012翼型绕流的算例结果表明,该方法用于亚声速和跨声速气动计算能得到令人满意的结果,且自动化程度高、收敛速度快。