EAST中性束注入快离子损失研究

利用经典导心轨道程序ORBIT,结合平衡程序EFIT和输运程序TRANSP,计算了EAST中性束注入后快离子的损失情况.结果表明,4MW(80keV)氘离子的损失份额为29％,2MW(50keV)氘离子的损失份额为31％,损失的快离子有很强的局域性.     

Quasi Scale-Free Parameter Networks of Ion Source Experiments

We study some parameter networks of ion source adjustment experiments and find quasi-scale-free characters.Their nodes are parameter settings of every discharge and connected by each of adjacent discharge. Their cumulative degree distributions obey the expression of stretched exponential distribution‘s rank-ordering form,and their degree distributions exhibit product-form by two functions, one is similar to an exponential form, and the other is close to a power law. An index is presented to measure how this distribution is close to the power law and how this distribution is used in the analysis of these parameter networks. The mode of parameter adjustment decides that the quasi-scale-free networks are formed naturally.     

中性束注入器低温真空系统运行参数调节研究

采用大抽速低温泵作为中性束注入器(Neutral Beam Injector,NBI)真空系统的主抽泵已成为当前NBI发展的趋势,为确保NBI低温真空系统的真空性能满足运行要求,需研究其运行参数调节的依据与措施.根据全超导托卡马克核聚变实验装置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)的NBI对真空性能的要求,确定了液氮、液氦管路出口合适的运行温度和压强范围.分析液氮和液氦管路出口压强改变的原因,设计出维持该运行条件而必须采取的调节措施,得出了压强改变原因判断及解决流程图,并利用该流程图进行了实验验证.结果 表明,对液氮管道出口压强和温度改变的原因分析正确,设计相应的解决流程合理可行.     

低温吸附泵用椰壳活性炭的性能测试

活性炭的比表面积、孔径及分布是影响液氦低温吸附泵抽氢、氦性能的关键因素。为了确定制作液氦低温吸附泵的吸附剂,选取了C1、C2、C3、C4四种椰壳活性炭,用比表面积及孔径分析仪测定了其等温吸附性能,并对实验数据进行了针对性分析,获得了各活性炭的比表面积、微孔比表面积份额、不同孔径所对应的孔容等性能数据。结果表明,四种活性炭中C2最适于做为抽氢、氦的液氦低温吸附泵的吸附剂。     

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介绍了RF离子源驱动源的结构设计及RF线圈的热流固耦合分析。RF离子源采用外置天线的感应耦合方式,采用双射频驱动源设计,每个射频驱动源功率约60kW,总体功率为120kW,可产生均匀高密度的等离子体,以满足稳定的长脉冲运行的要求。在完成上述工作的基础上完成了RF离子源样机组装和初步实验测试。     

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为探究射频离子源驱动器线圈电气参数对射频放电的影响,主要进行了射频离子源等离子体激发的物理分析,并计算了射频电源的频率选择与线圈放电电流、线圈匝间电压以及放电气压之间的关系,设计了射频离子源驱动器的主要参数。研制的射频离子源驱动器装置,成功获得氢等离子体射频放电。实验结果和理论计算结果符合很好。     

支持多种温度传感器的多通道低温测量系统的设计

中性束注入(Neutral Beam Injector, NBI)系统的低温泵上必须设置一组温度测量点以监控其工作状态。为满足NBI温度测量需求,设计了一种支持多种温度传感器的多通道低温测量系统。系统采用24位Σ-Δ模数转换(Analog-to-Digital Converter, ADC)芯片AD7193执行模数转换,采用控制器STM32F103ZET6控制设定恒流源、切换测量通道、ADC、以太网通信、串口通信、温度数据处理以及其他控制电路。该温度测量电路的设计可以用于由恒流源驱动的四线制低温温度测量领域。     

强流离子源灯丝电源设计与分析

灯丝电源是中性束注入器等离子体发生器电源系统的重要组成部分,为了满足其低电压大电流输出特性要求,提出了带平衡电抗器双反星形整流电路的拓扑结构的电源设计方案。该拓扑结构与三相桥式整流电路相比较在采用相同器件下可达到更高功率,减少交流侧输入电流谐波并提高功率因素。分析了该拓扑结构下整流输出特性和所含的谐波分量,根据设计指标计算了整流变压器和平衡电抗器的相关参数,最后通过仿真和实验结果验证了这一拓扑结构的可行性。     

CFETR阿尔法粒子波纹损失的数值模拟

使用导心轨道程序ORBIT,在平衡程序EFIT给出的中国聚变工程实验堆 (CFETR)平衡位型下,结合不同的阿尔法(α)粒子分布模型,计算了氘氚聚变产生的α粒子波纹损失情况。计算结果表明：在不考虑锯齿模不稳定性的α粒子分布下,ITER-like和super-X位型下的α粒子波纹损失份额为0.1%,snowflake位型在0.4%,反磁剪切位形在0.6%;在较平缓的α粒子分布下,损失份额增大,损失的高能量α粒子有局域性。     

强流离子源探针能量沉积研究

分析了朗缪尔探针在等离子体测量过程中的功率沉积密度,并初步计算了探针的温升,为强流离子源的探针诊断提供指导。