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HL-3装置低混杂波激励源系统设计
1
作者 梁军 卢波 +8 位作者 白兴宇 曾浩 陈娅莉 王超 冯鲲 王洁琼 左览 马悦心 许凌飞 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期29-35,共7页
为提高HL-3装置低混杂波电流驱动(LHCD)系统的实验能力,微波激励源需要具备实时功率控制和实时相位反馈调节等新功能。使用DDS+倍频混频方案实现在一定频带范围内的低相位噪声、高杂散抑制、高稳定度的频率输出。使用数字模拟移相器+现... 为提高HL-3装置低混杂波电流驱动(LHCD)系统的实验能力,微波激励源需要具备实时功率控制和实时相位反馈调节等新功能。使用DDS+倍频混频方案实现在一定频带范围内的低相位噪声、高杂散抑制、高稳定度的频率输出。使用数字模拟移相器+现场可编程门整列(FPGA)实现响应时间小于50μs的相位实时反馈控制。使用数字模拟衰减器+FPGA实现响应时间小于50μs的实时功率控制。基于上述设计思路,完成HL-3装置低混杂波系统微波激励源的设计。 展开更多
关键词 低混杂波电流驱动 激励源 功率控制 相位反馈
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《核聚变与等离子体物理》征稿简则
2
《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期F0004-F0004,共1页
《核聚变与等离子体物理》(季刊)是中国核学会核聚变与等离子体物理学会会刊,是中文物理学类、原子能技术类核心期刊,由核工业西南物理研究院主办,1980年创刊,国内外公开发行。《核聚变与等离子体物理》是《万方数据数字化期刊群》源刊... 《核聚变与等离子体物理》(季刊)是中国核学会核聚变与等离子体物理学会会刊,是中文物理学类、原子能技术类核心期刊,由核工业西南物理研究院主办,1980年创刊,国内外公开发行。《核聚变与等离子体物理》是《万方数据数字化期刊群》源刊、《中国学术期刊(光盘版)》源刊、《中国科技期刊数据库》源刊、《中国科学引文索引》源刊、《中国学术期刊文摘(中文版)》源刊和《中国学术期刊文摘(英文版)》源刊。本刊本着宣传贯彻科学技术是第一生产力的思想,介绍最新科研成果,促进学术交流、成果推广、人才培养和科学技术水平的提高,为社会主义物质文明和精神文明建设服务。 展开更多
关键词 学术交流 人才培养 核聚变 万方数据
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预辐照对钨及钨-镍-铁合金中氘滞留与脱附行为的影响
3
作者 薛海宇 朱特 +6 位作者 刘晟 罗来马 张鹏 伍海彪 袁大庆 曹兴忠 程品晶 《核技术》 北大核心 2026年第2期96-108,共13页
钨-镍-铁合金(W-Ni-Fe合金)具有较好的耐高温性能,被认为是具有较大潜力的聚变堆结构材料,然而复杂服役环境下辐照缺陷对其氘滞留与脱附行为的影响机理尚不明确。本工作通过铁(Fe)离子预辐照W-Ni-Fe合金(97W-2Ni-1Fe)与纯钨(W),随后注... 钨-镍-铁合金(W-Ni-Fe合金)具有较好的耐高温性能,被认为是具有较大潜力的聚变堆结构材料,然而复杂服役环境下辐照缺陷对其氘滞留与脱附行为的影响机理尚不明确。本工作通过铁(Fe)离子预辐照W-Ni-Fe合金(97W-2Ni-1Fe)与纯钨(W),随后注入低能等离子体氘,模拟中子辐照产生的离位损伤对氘滞留和脱附行为的影响。实验采用正电子湮没谱学技术、热脱附质谱和电镜等方法表征样品中辐照产生空位缺陷的深度分布、缺陷结构类型及热脱附行为。结果表明,纯钨及97W-2Ni-1Fe合金中预辐照缺陷捕获大量氘形成氘-空位复合体和氘泡,氘捕获量随预辐照损伤程度而增大,但增加速率逐渐减小。相比于纯钨,97W-2Ni-1Fe合金低剂量和高剂量预辐照情况下氘滞留量分别减少了65.0%和55.8%。 展开更多
关键词 重离子辐照 氘滞留 热脱附 辐照损伤 微观缺陷
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热压烧结和高能率锻造W-Ta合金的组织与性能研究
4
作者 王子杰 任颂家 +8 位作者 封范 王建豹 赵晨曦 冯仁超 李雪 羌建兵 王英敏 练友运 刘翔 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期1-8,共8页
采用两步球磨法分别制备了钽(Ta)含量为1.0 wt.%、5.0 wt.%的钨(W)基复合粉末,再通过热压烧结和高能量速率(高能率)锻造制备了W-Ta合金,对其进行微观组织分析及性能表征。结果表明:Ta的加入可以显著提高锻态W的维氏硬度和拉伸强度,同时... 采用两步球磨法分别制备了钽(Ta)含量为1.0 wt.%、5.0 wt.%的钨(W)基复合粉末,再通过热压烧结和高能量速率(高能率)锻造制备了W-Ta合金,对其进行微观组织分析及性能表征。结果表明:Ta的加入可以显著提高锻态W的维氏硬度和拉伸强度,同时提高W的再结晶温度;随着Ta含量升高,W-Ta合金晶粒更为细化,烧结态和锻造态合金的硬度提高。Ta含量为1.0 wt.%合金兼具优异的力学性能、高再结晶温度和高热导率,但Ta含量过高严重劣化W的塑性。 展开更多
关键词 W-Ta合金 热压烧结 高能量速率锻造 拉伸性能 再结晶
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高功率发射机放大器的三支节匹配器的设计与仿真
5
作者 唐亮 张克卿 +10 位作者 朱光辉 秦成明 张新军 毛玉周 袁帅 王磊 刘鲁南 杨桦 张伟 张开 李亮亮 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期63-70,共8页
为了实现末级电子管输入阻抗与特征阻抗传输线之间的高效匹配,需要开发一款适用于离子回旋共振加热的百千瓦至兆瓦级高功率发射机电子管放大器的新型宽频带匹配器。采用射频传输理论、电路分析及三维有限元仿真的综合方法,确定了不同工... 为了实现末级电子管输入阻抗与特征阻抗传输线之间的高效匹配,需要开发一款适用于离子回旋共振加热的百千瓦至兆瓦级高功率发射机电子管放大器的新型宽频带匹配器。采用射频传输理论、电路分析及三维有限元仿真的综合方法,确定了不同工作频率下短路支节的理想长度,并对负载阻抗的敏感性进行了深入分析。研究揭示了理论计算与三维仿真及实验结果之间存在的偏差和局限,强调了在高功率发射机设计中进行全面考虑的重要性。 展开更多
关键词 发射机 阻抗匹配 传输线阻抗 三支节匹配器 三维有限元仿真
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聚变堆包层磁化力数值计算方法的研究和应用
6
作者 董海杰 刘翔 +2 位作者 段旭如 武兴华 王晓宇 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期36-42,共7页
为了保证托卡马克聚变堆的真空室、偏滤器、包层等结构或部件的安全性,需要在设计过程中准确评估其磁化力和洛伦兹力等电磁力载荷。基于ANSYS提供的棱边元,介绍了一种采用麦克斯韦应力张量法的磁化力数值计算方法。该方法不仅可以计算... 为了保证托卡马克聚变堆的真空室、偏滤器、包层等结构或部件的安全性,需要在设计过程中准确评估其磁化力和洛伦兹力等电磁力载荷。基于ANSYS提供的棱边元,介绍了一种采用麦克斯韦应力张量法的磁化力数值计算方法。该方法不仅可以计算总磁化力,还可以获得载荷在研究对象上的等效分布。研究表明,该方法的计算结果会受到单元尺寸和变形程度的影响,但当仅通过角节点输出力的计算结果时,该影响较小,且计算结果非常接近解析法的近似计算结果。此外,定性分析表明计算的磁化力分布与电磁学相关理论一致。该数值计算方法可应用于针对聚变堆包层的磁化力分析及后续的电磁-结构耦合分析。 展开更多
关键词 托卡马克聚变堆 磁化力 ANSYS 棱边元 麦克斯韦应力张量法
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射频驱动负氢离子源中的铯沉积分布及演化
7
作者 谢炜民 张余弦 +6 位作者 黄丽萍 张贤明 王雷 章松 邹桂清 耿少飞 雷光玖 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期119-124,共6页
在负离子源中馈铯是提升应用于中性束系统的负离子源的输出束流的一个重要手段,为了分析射频驱动负离子源中铯沉积的空间分布和时间演化,使用了石英晶体微天平作为传感器开展了初步实验。实验分为4个阶段开展:(1)杂质清洗;(2)静态馈铯;... 在负离子源中馈铯是提升应用于中性束系统的负离子源的输出束流的一个重要手段,为了分析射频驱动负离子源中铯沉积的空间分布和时间演化,使用了石英晶体微天平作为传感器开展了初步实验。实验分为4个阶段开展:(1)杂质清洗;(2)静态馈铯;(3)负离子源加热条件下的馈铯;(4)在等离子体放电和负离子源加热条件下的馈铯。实验结果说明,经历长时间的放电清洗之后,传感器上的杂质沉积保持稳定,对馈铯实验不产生影响。馈铯过程中铯容易淤积在扩展腔法兰和加速系统法兰之间的空腔中。在等离子体和负离子源加热的共同作用条件下,铯在等离子体电极表面的沉积会得到大幅度的提升。对于负离子源的长脉冲运行来讲,不仅需要对负离子源的腔壁进行加热,对于法兰的加热也是必要的。 展开更多
关键词 射频负离子源 铯沉积 温度控制 铯注入
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HL-2A装置上共振磁扰动下的边缘碳杂质输运研究
8
作者 韩远祥 董春凤 +5 位作者 石中兵 范冬梅 陈文锦 张凯 郑典麟 孙平 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期97-102,共6页
在HL-2A装置上利用极紫外(EUV)光谱仪测量了碳杂质辐射强度的时间演化,发现在投入共振磁扰动(RMP)期间C^(3+)离子的线辐射CIV(312.4Å:1s22s-1s23p)的强度明显降低(~10%)。为了帮助理解这一实验现象,利用三维边缘等离子体输运程序EM... 在HL-2A装置上利用极紫外(EUV)光谱仪测量了碳杂质辐射强度的时间演化,发现在投入共振磁扰动(RMP)期间C^(3+)离子的线辐射CIV(312.4Å:1s22s-1s23p)的强度明显降低(~10%)。为了帮助理解这一实验现象,利用三维边缘等离子体输运程序EMC3-EIRENE对RMP下的碳杂质行为进行了模拟研究。模拟结果显示,在与实验相同强度的RMP扰动下,EUV光谱仪视距范围内的CIV强度下降(~28%),计算区域内总杂质辐射功率下降(~38%),下降幅度与RMP扰动强度有关。模拟结果与实验结果的变化趋势吻合,初步证明了RMP会对边缘碳杂质的输运行为产生影响。 展开更多
关键词 HL-2A EMC3-EIRENE 共振磁扰动 碳杂质输运
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HL-3装置兆安培等离子体电流下的平衡位形优化研究
9
作者 钟苑云 钟武律 +2 位作者 薛雷 李佳鲜 杜海龙 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期103-110,共8页
为了探索支撑HL-3装置兆安培等离子体电流运行的双零偏滤器位形及对应的等离子体电流I_(p)运行区间,建立了安全因子q95与平衡位形的关系。结合装置第一壁结构与3种不同概念设计的上偏滤器靶板轮廓,利用自由边界平衡代码FEEQS设计欧姆加... 为了探索支撑HL-3装置兆安培等离子体电流运行的双零偏滤器位形及对应的等离子体电流I_(p)运行区间,建立了安全因子q95与平衡位形的关系。结合装置第一壁结构与3种不同概念设计的上偏滤器靶板轮廓,利用自由边界平衡代码FEEQS设计欧姆加热下不同参数的双零偏滤器位形。综合考虑工程需求,明确了q95不低于3时可选双零位形参数。如:等离子体电流I_(p)为2.5 MA、环向场B_(T)为2.5 T、拉长比к为1.78、三角形变δ为0.65(B_(T)=3 T时,I_(p)max=3 MA);其次对于面向封闭偏滤器的研究需求,进一步开展了在B_(T)=2.2 T时上单零偏滤器位形优化设计,可运行I_(p)=2 MA、к=1.64、δ=0.56的上单零位形。这些设计为HL-3装置的上偏滤器物理研究、兆安培电流等离子体放电运行提供了参考。 展开更多
关键词 位形参数空间 兆安培等离子体电流位形 自由边界平衡
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ITER第一壁出水管焊接变形数值模拟
10
作者 朱小波 缑俊 +7 位作者 胡丹 周毅 邱嵘 李佳霖 吴晶 范小平 谌继明 王平怀 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期15-21,共7页
国际热核聚变实验堆(ITER)第一壁进、出水管的内孔焊缝处在结构支点薄弱位置,焊接会造成结构整体严重变形,造成现场安装时第一壁水管接口与预留管口错位,无法完成安装焊接。基于热弹塑性理论,借鉴机器人学中的位姿概念,采用SYSWELD软件... 国际热核聚变实验堆(ITER)第一壁进、出水管的内孔焊缝处在结构支点薄弱位置,焊接会造成结构整体严重变形,造成现场安装时第一壁水管接口与预留管口错位,无法完成安装焊接。基于热弹塑性理论,借鉴机器人学中的位姿概念,采用SYSWELD软件对出水管内孔焊接变形进行模拟,获得弯管安装接口位置的变化,实现了复杂姿态变化的定量比较。计算结果表明,焊接起弧位置显著影响焊后的安装端位置与姿态,以及现场安装时矫正位置与姿态所需的装配力与力矩。而造成这种差异的直接原因是起弧位置影响轴向焊接收缩量的分布。对比不同条件下的计算结果,认为合理选择焊接起弧位置、预留焊接变形尺寸余量,可以减少焊接变形、减少现场安装时所需的装配力与力矩。 展开更多
关键词 ITER 焊接变形 第一壁 管焊接 数值模拟
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基于改进YOLOv8网络的EAST装置内部部件损伤人工智能识别研究
11
作者 管中放 张斌 +8 位作者 刘健 钱金平 王巍 陈润泽 杨康佳 王祖豪 陆文怡 郭裕彤 何春宇 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期111-118,共8页
针对EAST装置放电过程中第一壁内部部件损伤的识别问题,首次引入YOLOv8模型进行热斑识别,提出一种基于改进YOLOv8的EAST-YOLOv8算法。该方法可有效协助人工检测,提升EAST装置放电内部部件损伤检测效率。传统YOLOv8网络在正常目标检测任... 针对EAST装置放电过程中第一壁内部部件损伤的识别问题,首次引入YOLOv8模型进行热斑识别,提出一种基于改进YOLOv8的EAST-YOLOv8算法。该方法可有效协助人工检测,提升EAST装置放电内部部件损伤检测效率。传统YOLOv8网络在正常目标检测任务中表现优越,但对于EAST装置放电初期内部部件损伤的预警方面存在不足。根据该问题的工程与物理特点,对YOLOv8进行了具有针对性的改进,包括增加小目标检测层和加入CBAM注意力机制。从而构建了适用于EAST装置长脉冲高参数放电条件下内部部件损伤检测的网络模型。实验结果表明,EAST-YOLOv8比传统YOLOv8在损失函数和召回率上有明显优势,检测精确率达到93.6%、mAP@0.5达到93.5%、召回率达到93.9%。这一创新性的方法为EAST装置运行的安全性和稳定性提供了更为高效和可靠的支持。 展开更多
关键词 YOLOv8 EAST 托卡马克 小目标检测
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300 MVA脉冲发电机非线性电阻灭磁设计及试验
12
作者 石啸飞 彭建飞 +1 位作者 王海兵 廖超 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期50-56,共7页
为满足中国环流三号(HL-3)大型核聚变装置脉冲供电需求,研制了国内首台300 MVA立式六相大功率脉冲发电机。由于其放电时间短至秒级,供电参数高,为了保障机组和聚变装置的安全运行,为脉冲发电机配套研制了一套快速灭磁系统。该系统的设... 为满足中国环流三号(HL-3)大型核聚变装置脉冲供电需求,研制了国内首台300 MVA立式六相大功率脉冲发电机。由于其放电时间短至秒级,供电参数高,为了保障机组和聚变装置的安全运行,为脉冲发电机配套研制了一套快速灭磁系统。该系统的设计基于氧化锌非线性灭磁电阻,包含了转子灭磁及过电压保护装置、直流侧尖峰过电压吸收器、非全相及大滑差异步运行保护器。对灭磁装置各元器件进行选型设计和参数确定,并对装置介电性能、过电压保护特性进行了试验,试验结果表明,脉冲发电机快速灭磁系统能满足其设计要求。 展开更多
关键词 脉冲发电机 氧化锌电阻 灭磁 过电压
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面向高压电源控制系统的RISC-V微控制器设计
13
作者 王京 李青 +2 位作者 陈俊宏 毛晓惠 夏于洋 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2026年第1期71-76,共6页
在托卡马克等离子体的辅助加热系统中,随着高压电源设备的不断增加,对高压电源控制系统的实时传输和数据可靠性有了更严苛的要求。为保障HL-3装置高压电源控制系统的稳定性及数据准确性,研究选用了Chisel语言,设计并开发了一款高压电源... 在托卡马克等离子体的辅助加热系统中,随着高压电源设备的不断增加,对高压电源控制系统的实时传输和数据可靠性有了更严苛的要求。为保障HL-3装置高压电源控制系统的稳定性及数据准确性,研究选用了Chisel语言,设计并开发了一款高压电源控制系统的RISC-V微控制器。设计的实现采用了诸如数据前推和分支预测等流水线相关技术以创建一个单发射五级流水线微控制器。这款微控制器已成功通过预定的测试集,并能在高云Tang Primer 25K开发板上顺利运行RT-Thread嵌入式实时操作系统的运行测试。在功耗受限的条件下,此RISC-V微控制器能够高效地执行数据处理,满足可控核聚变领域对嵌入式微控制器开源可定制化设计及可靠性的需求。 展开更多
关键词 可控核聚变 RISC-V微控制器 嵌入式系统
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纳秒激光烧蚀高Z金属钨/钼等离子体时空演化特性光谱诊断(特邀)
14
作者 李裕 吴鼎 +6 位作者 胡晓涵 王馨悦 王彬 徐柯 海然 李聪 丁洪斌 《光学学报(网络版)》 2026年第4期47-55,共9页
针对聚变托卡马克装置高原子序数(Z)金属钨(W)、钼(Mo)第一壁材料的光谱诊断需求,将纳秒激光诱导击穿光谱(LIBS)技术与时间分辨增强型电荷耦合器件(ICCD)成像技术结合,在真空环境下对纳秒激光烧蚀W、Mo靶材产生的等离子体光谱特性开展... 针对聚变托卡马克装置高原子序数(Z)金属钨(W)、钼(Mo)第一壁材料的光谱诊断需求,将纳秒激光诱导击穿光谱(LIBS)技术与时间分辨增强型电荷耦合器件(ICCD)成像技术结合,在真空环境下对纳秒激光烧蚀W、Mo靶材产生的等离子体光谱特性开展系统性对比研究。实验结果表明,W与Mo等离子体发射光谱均呈现“连续辐射主导-离子谱线增强-原子谱线衰减”的演化规律,典型发光持续时间约为1μs,发光区域尺度约为1 cm。在空间演化方面,两种等离子体羽流均沿横向与纵向持续膨胀,其中Mo等离子体羽流的横向膨胀速度(约0.98×10^(4) m/s)显著高于W(约0.71×10^(4) m/s),而纵向膨胀速度相近,差异不显著,W为1.35×10^(4) m/s,Mo为1.39×10^(4) m/s。基于Saha‒Boltzmann光谱拟合方法,获得等离子体参数的时间演化规律:电子数密度由初始(约50 ns时刻)的1020 cm-3迅速衰减至1015 cm-3量级,电子温度也随时间单调递减,且Mo等离子体的电子温度与电子数密度在500 ns之前始终高于W,这归因于金属W比Mo的相变潜热更高,相同能量下产生的等离子体电子温度和电子数密度相对偏低。此外,构建了“图像-光谱-参数”耦合的综合诊断体系,提出了适用于高Z金属复杂谱线的参数反演方法,揭示了材料物性差异对等离子体动力学行为的调控机制。研究成果可为聚变托卡马克装置第一壁材料的LIBS诊断参数优化与定量反演提供重要的实验依据和理论支撑。 展开更多
关键词 纳秒激光烧蚀 激光诱导击穿光谱 高Z金属 时间分辨等离子体成像 电子数密度 电子温度
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氦冷陶瓷增殖包层建模因素对计算氚增殖比的影响分析
15
作者 赵自强 屈伸 +6 位作者 尹苗 曹启祥 赵奉超 武兴华 王小勇 栗再新 张龙 《核安全》 2026年第1期101-108,共8页
氚增殖比(TBR)是聚变堆氚自持的关键指标之一。但建模因素可能引入计算TBR不确定性,进而影响包层设计的可靠性。本研究探讨了建模因素对中国聚变工程实验堆(CFETR)氦冷陶瓷增殖(HCCB)包层中TBR的影响,本文基于CFETR HCCB包层基准中子学... 氚增殖比(TBR)是聚变堆氚自持的关键指标之一。但建模因素可能引入计算TBR不确定性,进而影响包层设计的可靠性。本研究探讨了建模因素对中国聚变工程实验堆(CFETR)氦冷陶瓷增殖(HCCB)包层中TBR的影响,本文基于CFETR HCCB包层基准中子学模型,采用控制变量法,对由核数据库、边界条件、空间/能量自屏效应以及化学结合和晶体效应等建模因素所产生的不确定性进行量化分析。结果表明,核数据的选择贡献了最大的系统不确定性变化量(0.63%),而边界条件和空间自屏效应分别导致的变化量为0.20%和0.14%,能量自屏效应和化学结合和晶体效应的影响可忽略不计(分别为0.03%和0.01%)。研究结果证明目前CFETR HCCB包层初步设计中TBR计算可靠且稳健,包层设计均匀化建模方法合理,核数据验证和边界条件准确,可为提高TBR的计算精度提供支持。 展开更多
关键词 中国聚变工程实验堆 氦冷陶瓷增殖包层 氚增殖比 建模因素 不确定性
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EAST上E∥B中性粒子分析仪电磁分析单元及探测器屏蔽体的设计
16
作者 朱建军 徐明 +1 位作者 刘洋 林展宏 《核技术》 北大核心 2026年第3期37-46,共10页
为满足先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)装置中快离子分布函数的诊断需求,设计了电场-磁场平行构型中性粒子分析仪(E∥B NPA)。完成了E∥B NPA核心部件的紧凑型设计,包括以下三个部分:1)永磁... 为满足先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)装置中快离子分布函数的诊断需求,设计了电场-磁场平行构型中性粒子分析仪(E∥B NPA)。完成了E∥B NPA核心部件的紧凑型设计,包括以下三个部分:1)永磁体结构优化;2)电场位型优化;3)探测单元磁屏蔽设计。通过磁轭等厚设计规避磁通瓶颈与磁饱和风险,改变磁体部件的参数让不同尺寸方案实现相同的磁隙磁感应强度,使得磁体体积和重量均降低12%左右,同时选用折线形平直段更短的磁隙提升离子偏转能力;搭配16 mm间距、12 kV电压以及倾斜7°下极板的静电偏转器,将粒子精准分为上中下三行;探测器单元采用光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)阵列,为PMT探测器创新设计井字形格栅磁屏蔽结构,磁屏蔽能力比国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)方案强37%。该E∥B NPA可测量能量范围是H+(30~440 keV)、D(+15~220 keV)、T(+10~143 keV),实现了有质量分辨的快离子能谱诊断。 展开更多
关键词 中性粒子分析仪 永磁体 PMT探测器 磁屏蔽
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基于线圈电源的快速跟随系统设计与实现
17
作者 魏于苹 蒲世豪 +3 位作者 贺岩斌 李运坡 金凡亚 钟利 《真空》 2026年第1期61-65,共5页
线圈电源为核聚变装置提供所需的磁约束场环境,实现等离子体位形控制。本项目研发设计了一种基于线圈电源的快速响应、快速跟随双极性输出系统,旨在使线圈电源达到大功率双极性输出的同时实现输出电流变化率高、响应速度快、跟随性强、... 线圈电源为核聚变装置提供所需的磁约束场环境,实现等离子体位形控制。本项目研发设计了一种基于线圈电源的快速响应、快速跟随双极性输出系统,旨在使线圈电源达到大功率双极性输出的同时实现输出电流变化率高、响应速度快、跟随性强、无过冲、精度高、稳定性强的要求。研究主要从硬件主回路IGBT连接和软件模糊模型预测自适应控制器两个方面进行设计。此设计在反场箍缩聚变装置中的线圈电源上经实验证明,可实现在线圈电源大功率、双极性输出,且响应速度快、跟随性强、精度高,并能长时间稳定运行,可满足聚变领域、等离子体应用领域的装置的大功率与快速性要求。 展开更多
关键词 模型预测自适应控制 快响应 快跟随 线圈电源
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CRAFT装置大口径15 T背场磁体偏心状态下可靠性分析
18
作者 王智韬 吴永晟 +1 位作者 吴磊 施毅 《低温与超导》 北大核心 2026年第1期28-35,52,共9页
CRAFT核心实验平台导体性能研究平台背场磁体系统的六个分体线圈在制造和装配过程的偏差会造成磁心偏移,磁体磁心偏移在运行过程中会产生额外的电磁载荷,从而显著增加磁体结构件的应力,存在引发部件损坏的风险。本文针对偏心情况进行分... CRAFT核心实验平台导体性能研究平台背场磁体系统的六个分体线圈在制造和装配过程的偏差会造成磁心偏移,磁体磁心偏移在运行过程中会产生额外的电磁载荷,从而显著增加磁体结构件的应力,存在引发部件损坏的风险。本文针对偏心情况进行分类,计算得出额外电磁载荷与偏移量之间的关系,并采用有限元分析方法针对多种偏心载荷开展结构部件的强度分析以及对结构件的安全性进行评估。分析结果表明:在偏心情况下15 T背场磁体结构件具有可靠性。 展开更多
关键词 背场磁体 CRAFT 导体平台 机械分析
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EAST中央安全联锁系统安全完整性等级验证研究
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作者 黄子涵 张祖超 +2 位作者 田腾飞 张杰 徐国顺 《核电子学与探测技术》 北大核心 2026年第1期93-99,共7页
为验证EAST中央安全联锁系统在采用国产化安全仪表系统(SIS)升级优化后是否满足功能安全要求,并确保装置运行的安全性与可靠性,依据功能安全标准GB/T 20438,从架构约束和随机失效两方面开展安全完整性等级(SIL)验证。针对初步方案中各... 为验证EAST中央安全联锁系统在采用国产化安全仪表系统(SIS)升级优化后是否满足功能安全要求,并确保装置运行的安全性与可靠性,依据功能安全标准GB/T 20438,从架构约束和随机失效两方面开展安全完整性等级(SIL)验证。针对初步方案中各安全仪表功能(SIF)回路的SIL等级因架构约束仅能达到SIL2的瓶颈问题,提出优化方案并实施系统改造。研究结果表明,优化后的EAST中央安全联锁系统的SIL等级提升至SIL3,充分验证了国产化系统的安全性与可靠性。该研究成果为后续各子系统的验证计算提供了重要参考,可为未来系统优化改造及聚变堆建设的方案设计与器件选型提供技术指导。 展开更多
关键词 安全仪表系统 安全完整性等级 安全仪表功能 EAST
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托卡马克等离子体中电磁测地声模的回旋动理学分析
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作者 陈哲 任海骏 王灏 《物理学报》 北大核心 2026年第4期294-303,共10页
托卡马克等离子体中的测地声模(geodesic acoustic mode,GAM)及其伴随的电磁场扰动在湍流调控与约束改善中发挥着重要作用.然而,现有的动理学理论与磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)在描述GAM扰动磁场的三维结构上存在一个显著差异... 托卡马克等离子体中的测地声模(geodesic acoustic mode,GAM)及其伴随的电磁场扰动在湍流调控与约束改善中发挥着重要作用.然而,现有的动理学理论与磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)在描述GAM扰动磁场的三维结构上存在一个显著差异,即动理学描述通常采用平行磁矢势近似,而无法自洽给出GAM的径向与环向磁场扰动.为弥合理论上的这一差异,本文在线性电磁回旋动理学框架下,摒弃了传统的平行磁矢势近似,保留完整的扰动磁矢势,并结合准中性条件及安培定律,自洽地推导了GAM的电磁扰动特性.推导结果首次在动理学层面自洽给出了GAM磁场扰动在径向、极向与平行(环向)方向上的完整三维结构:径向与极向磁场扰动呈现m=2(m是极向波数)的驻波形式,而平行磁场扰动则呈现m=1的结构.该结果在定性上与理想MHD理论的预测高度一致,从而弥合了长期以来两种理论在电磁GAM描述上的分歧.此外,动理学模型能够清晰区分电子与离子的贡献,进一步分析表明:离子热压对径向和极向磁场扰动的作用更为显著,而电子热压在平行磁场扰动中的贡献相对更大.这展现了动理学效应对GAM电磁特性的细致修正,为相关实验诊断与数值模拟研究提供了更加精确的理论依据. 展开更多
关键词 回旋动理学 电磁测地声模 磁场扰动
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