HL-2M中性束负离子试验源磁场位形及引出结构模拟分析

采用CST电磁工作室和粒子工作室软件对负离子试验源的会切磁场、过滤磁场、电子偏转磁场的位形及引出束流的光学进行了模拟计算。通过扫描会切磁体、过滤磁体、电子偏转磁体的表面磁场参数,确定了最佳的磁体结构和运行参数：周边6圈会切磁体,会切磁体表面磁场4kG,过滤磁体表面磁场5.5kG,电子偏转磁体表面磁场2.5kG,引出电压5~20kV,加速电压50~160kV,引出负离子束的光学性能满足NBI注入要求。     

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对影响长腔HCN激光器功率输出的各种参数进行了调试实验,实验结果表明,激光器的最佳参数为：栅网250目/英寸、工作波导管壁温130°C、混合气体流量21.3sccm、激光工作电流1.3A、工作气体压力147Pa、补充He气流量12sccm。在最佳工作参数条件下,长腔HCN激光器的激光输出为210mW。     

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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。     

托卡马克芯区Zeff测量和分析方法的研究

基于等离子体锯齿弛豫振荡的测量和研究,结合芯区电子功率平衡的分析,获得一种可靠的确定芯区平均有效离子电荷数Zeff的测量方法。该方法不受杂质的限制,测量条件十分容易满足。     

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.     

低温与室温氢团簇流注入HL-2A装置加料效果比较

HL-2A装置超声分子束注入系统和带有低温冷阱的分子束阀门结构如图1所示。用于产生氢团簇的阀门是由美国通用阀门公司的产品（General valve series99），该阀门的喷嘴直径为0．2mm，阀门出口至边缘等离子体的距离为1．28m，低温冷阱灌人液氮冷却阀体和工作气体。本实验氢团簇是在气体射流基础上建立的，一定压力的真实气体通过小孔进入真空室绝热膨胀，导致运动气体显著冷却，原子或分子之间的相互作用力在低温状态下变弱，一个可能的结果是形成团簇。团簇的形成主要决定于气体的温度和压力，还有喷嘴的形状和尺寸，范得瓦尔斯力或原子键的强度等。目前尚无严格的理论预言团簇如何由气体射流自由膨胀而成。但是，还是有一个经验定标的参数T，称为哈竞那（Hagena）参数，用于描述团簇的形成。     

如何从偏振仪测量信息中获得q分布

介绍了一种通过实验测量获得的法拉第旋转角和电子密度分布获得托卡马克等离子体安全因子分布的模拟计算方法.该方法采用大环径比的近似,适用于平衡态等离子体物理分析.在欧姆和电子回旋加热的放电情况下,获得了合理的安全因子q分布和电流密度分布,计算结果与软X射线测量的结果一致.     

High-Power Ion Beam Characteristics of a Magnetic Multi-Pole Line-Cusp Ion Source for the HL-2A Tokomak

A circular magnetic multi-pole line-cusp ion source with a nominal 45 keV 25 A hydrogen ion beam is developed for the neutraJ beam injector of the HL-2A tokomak. At present, this bucket ion source can produce a 40 keV 20 A hydrogen ion beam for less than lOOms on a test bed, and a 35 ke V 13A ion beam for 300ms on the injector of the HL-2A tokomak. The 1/e half-width of the ion beam power profile is about 6.0 ± 0.2 em at the positionof 3.26m downstream from ion source, and the corresponding divergence degree is nearly 1.1. The optimum perveance matched conditions were obtained experimentally, and were in good agreement with the values from experiential equation of Uhlemann et al. The maximum of optimum perveance reached 2.2 × 10^-6 A/V^1.5 for 38 keV beam energy. An ion beam with above 60% H^＋ species fraction can be achieved, which was measured by Ha light Doppler shift spectroscopy. According to research results, a neutral beam with a total power of more than 0.6 MW was successfully injected into the plasma of the HL-2A Tokomak in 2008.     

HL-2A中性束大功率离子源的研制

2007年3月, 为HL-2A中性束注入器研制的大功率离子源在核工业西南物理研究院成功通过了测试. 该离子源为圆柱结构的桶式离子源型; 加速器采用三电极的加减速系统. 实验运行参数如下: 灯丝加热电流1100A, 电压12V, 弧放电电压120V, 弧放电电流1050A, 等离子体密度达2.5×10¹²/cm³, 离子流密度0.44A/cm²; 在距等离子体电极5mm的平面上, 等离子体的均匀性好于5%, 工作脉宽2s. 离子源物理设计、工程考虑、实验研究结果等将在本文介绍.     

HL-2A装置中性束离子源引出系统束流分析

在中性束离子源引出过程中,详细分析了引出束流的产生,这有利于得到更准确的引出功率和引出电极表面的热功率沉积情况。根据HL-2A装置中性束离子源引出电极的电连接方式和束流引出的物理过程,对离子源束流引出过程进行了分析,给出抑制极电流产生的主要来源。通过分析放电气压扫描实验中的结果发现：随着放电气压的增加,不同弧放电电流情况下抑制极电流均逐渐增加,且抑制极电流与引出电流的比值近似线性增加。针对引出离子束流经过引出电极的过程建立了物理模型。计算了抑制极电流与引出电流的比值与放电气压的依赖关系,计算结果与实验结果一致,验证了引出束流分析结果的合理性。