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HL-2M装置测量控制系统运行管理研究
1
作者 赵丽 罗萃文 +2 位作者 宋显明 夏凡 陈燎原 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期228-235,共8页
以现有聚变实验工程管理运维经验为基础,根据HL-2M装置测量控制的新需求,参考ITER控制、数据采集及通讯规范,开展了HL-2M测量与控制系统运行和管理研究。通过对全域子系统进行统一配置及管理,架构高性能网络完成不同通讯任务,设计扩容... 以现有聚变实验工程管理运维经验为基础,根据HL-2M装置测量控制的新需求,参考ITER控制、数据采集及通讯规范,开展了HL-2M测量与控制系统运行和管理研究。通过对全域子系统进行统一配置及管理,架构高性能网络完成不同通讯任务,设计扩容高速物理数据存储系统,实施运行状态监测与报警等,规划建设了HL-2M集成化测控系统管理运行平台。这项研究立足于优化实验信号质量,实现实时信号高效传输,提高实验工程管理自动化水平,保障实验过程中设备与数据安全并具备较高可实施性。 展开更多
关键词 hl-2A装置 hl-2M装置 测量与控制 高性能网络 数据管理
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中国环流器二号A装置(HL-2A)工程研制 被引量：20
2
作者 严建成 刘永 +13 位作者 周才品 李晓东 王树锦 刘德权 宣伟民 陈燎原 曹曾 杨青巍 宋显明 姚列英 毛维成 丁玄同 潘传红 HL-2A研制组 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期241-247,共7页
中国环流器二号A装置(HL 2A)(设计指标:大半径1.65m、小半径0 4m、环向磁场2 8T、环向等离子体电流480kA)是我国已建成的第一个偏滤器托卡马克实验型磁约束聚变装置。HL 2A装置的首要研究目标是利用其独特的大体积极向偏滤器在高参数等... 中国环流器二号A装置(HL 2A)(设计指标:大半径1.65m、小半径0 4m、环向磁场2 8T、环向等离子体电流480kA)是我国已建成的第一个偏滤器托卡马克实验型磁约束聚变装置。HL 2A装置的首要研究目标是利用其独特的大体积极向偏滤器在高参数等离子体条件下开展与偏滤器位形运行有关的研究。本文总结了HL 2A装置工程设计、制造与安装、工程调试等研制的主要内容和关键技术。工程调试和初步物理实验的结果表明:HL 2A装置的主要工程参数和性能已具备开展物理实验的条件,并已成功地运行于偏滤器位形。2003年11月底,HL 2A装置获得等离子体电流168kA,等离子体存在时间920ms,等离子体线平均密度1.7×1019m-3,环向磁场1 4T,极限真空度为4.6×10-6Pa。 展开更多
关键词 hl-2A装置 偏滤器 磁约束聚变装置 等离子体 托卡马克 工程调试 半径 磁场 物理实验 电流
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等离子体破裂时HL-2M真空室的结构应力分析 被引量：21
3
作者 蔡立君 刘德权 +2 位作者 冉红 李勇 曹曾 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期127-132,共6页
利用ANSYS有限元程序分析计算了等离子体线性大破裂时HL-2M真空室上的感应电流及电磁力,并对真空室进行了结构应力分析。结果表明,真空室上主要产生环向感应电流和径向电磁力,且主要集中在真空室壳体的柱状段;在破裂产生的电磁力及其他... 利用ANSYS有限元程序分析计算了等离子体线性大破裂时HL-2M真空室上的感应电流及电磁力,并对真空室进行了结构应力分析。结果表明,真空室上主要产生环向感应电流和径向电磁力,且主要集中在真空室壳体的柱状段;在破裂产生的电磁力及其他机械载荷的作用下,真空室的结构设计能较好地满足强度和刚度要求。 展开更多
关键词 hl-2M装置 真空室 等离子体破裂 电磁力
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HL-2M环向场线圈的结构设计 被引量：14
4
作者 邹晖 李广生 +4 位作者 蔡立君 刘健 邱银 单亚农 卢勇 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期136-142,共7页
设计了HL-2M环向场线圈基本形状、特殊的指形接头和斜面接头以及馈线、绝缘结构和水冷回路。每个环向场线圈由L形中心段、上弧段和外弧段分别通过指形接头和斜面接头组装成完整的D形线圈。分段可拆卸的D形线圈结构可以使得真空室和单个... 设计了HL-2M环向场线圈基本形状、特殊的指形接头和斜面接头以及馈线、绝缘结构和水冷回路。每个环向场线圈由L形中心段、上弧段和外弧段分别通过指形接头和斜面接头组装成完整的D形线圈。分段可拆卸的D形线圈结构可以使得真空室和单个极向场线圈分别整体吊装到环向场线圈内侧。单根引线和双回线的馈线结构既能节省装置空间,又能降低杂散磁场。TF线圈匝间绝缘500V,对地绝缘30k V。采用软焊在线圈旁侧槽内的铜管对线圈进行水冷以带走线圈放电产生的焦耳热。 展开更多
关键词 hl-2M装置 环向场线圈 指形接头 斜面接头 冷却回路 馈线 电绝缘
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HL-2A装置第一壁石墨组件研究 被引量：10
5
作者 王明旭 许增裕 +3 位作者 谌继明 吴继红 严龙文 白刚毅 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期24-28,共5页
HL 2A装置的第一壁由石墨构件、Cu偏滤器靶板和AISI304LN不锈钢真空室内壁组成。石墨构件总重量为44kg,覆盖面积为2 8m2,覆盖率为2 2%。由于HL 2A装置所用石墨件材料均为历经长期托卡马克实验和长期暴露大气的石墨材料,因此石墨构件的... HL 2A装置的第一壁由石墨构件、Cu偏滤器靶板和AISI304LN不锈钢真空室内壁组成。石墨构件总重量为44kg,覆盖面积为2 8m2,覆盖率为2 2%。由于HL 2A装置所用石墨件材料均为历经长期托卡马克实验和长期暴露大气的石墨材料,因此石墨构件的处理效果显得更为重要。介绍了EK98、SMF 800石墨材料、ASDEX装置用CFC、国产CFC的研究结果和HL 2A装置第一壁石墨材料预处理及其结果。 展开更多
关键词 hl-2A装置 石墨构件 托卡马克实验 化学腐蚀 吸放气性能 预处理
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HL-2M装置基本位形初步设计 被引量：8
6
作者 李佳鲜 陈谦 +3 位作者 张锦华 潘宇东 毛瑞 陈燎原 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期324-330,共7页
利用EFIT为HL-2M装置设计了孔栏位形、双零偏滤器位形和下单零偏滤器位形三种典型平衡位形;三种位形满足HL-2M装置的物理目标给出的位形参数的总体要求,即大半径1.78m、小半径0.65m,且位形具有高拉长比、大三角形变等特点。同时充分考... 利用EFIT为HL-2M装置设计了孔栏位形、双零偏滤器位形和下单零偏滤器位形三种典型平衡位形;三种位形满足HL-2M装置的物理目标给出的位形参数的总体要求,即大半径1.78m、小半径0.65m,且位形具有高拉长比、大三角形变等特点。同时充分考虑CS线圈电流对位形的影响和PF线圈电流限制,分别设计了等离子体电流为1.2MA和3MA的三种基本位形放电波形;利用TSC分析了等离子体电流为1.2MA的HL-2M装置放电演变过程中伏秒数消耗。 展开更多
关键词 hl-2M装置 平衡位形 EFIT TSC 放电波形 伏秒数
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HL-2A装置供电系统 被引量：12
7
作者 宣伟民 姚列英 +5 位作者 李华俊 陈宇红 卜明南 邵葵 毛晓惠 李青 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期246-250,共5页
描述了HL-2A装置供电系统,该系统主要由三套飞轮脉冲发电机组、磁场电源系统和辅助加热高压电源系统组成。电源系统总脉冲容量达到300MVA,一次脉冲释能1200MJ。简要介绍了电源的控制系统和实验结果。
关键词 hl-2A装置 飞轮脉冲发电机 磁场电源 高压电源
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HL-2M装置控制系统的概念设计 被引量：11
8
作者 夏凡 陈燎原 +3 位作者 宋显明 张锦华 罗萃文 潘宇东 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期341-347,共7页
介绍了HL-2M装置控制系统的静态架构、动态行为、控制理论以及模拟仿真。设计采用通讯网络将各控制子系统有机地连接起来,以实现各子系统的实时通讯和控制。等离子体放电控制系统将保证实验的各种参数达到预定要求,监控系统的故障处理... 介绍了HL-2M装置控制系统的静态架构、动态行为、控制理论以及模拟仿真。设计采用通讯网络将各控制子系统有机地连接起来,以实现各子系统的实时通讯和控制。等离子体放电控制系统将保证实验的各种参数达到预定要求,监控系统的故障处理机制可以减少各种实验异常对装置造成破坏,磁场控制系统的各种控制器则用来控制等离子体电流和位形,模拟仿真系统可以实现方便地验证控制器的目的。 展开更多
关键词 hl-2M装置 控制系统 概念设计
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HL-2A真空室预装抽气与检漏试验 被引量：7
9
作者 曹曾 徐云仙 +4 位作者 付卫东 崔成和 刘德权 周才品 严建成 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期232-236,共5页
4套前级汇总式分子泵三级抽气机组由包括4套3500L·s-1分子泵、2套600L·s-1罗茨增压泵和2套70L·s-1机械泵组成,对环有效抽速为6 4m3·s-1(H2)。用氦质谱检漏仪、四级场质谱计与氦质谱检漏仪相结合的方法分别进行了零... 4套前级汇总式分子泵三级抽气机组由包括4套3500L·s-1分子泵、2套600L·s-1罗茨增压泵和2套70L·s-1机械泵组成,对环有效抽速为6 4m3·s-1(H2)。用氦质谱检漏仪、四级场质谱计与氦质谱检漏仪相结合的方法分别进行了零部件和真空室总体检漏,真空室总漏气率≤1.2×10-5Pa·m3·s-1。采用有效除气措施后,HL 2A真空室预装本底压强为1.1×10-4Pa。 展开更多
关键词 真空室 预装 试验 抽气系统 检漏 漏气率 hl-2A装置 托卡马克装置
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实验物理与工业控制系统平台在HL-2A主机测控系统中的应用 被引量：6
10
作者 许婕 董方正 +6 位作者 田培红 颉延风 唐芳群 蔡萧 赵丽 魏凌峰 杨青巍 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期87-92,共6页
描述了利用实验物理与工业控制系统(EPICS)平台对HL-2A主机运行参数进行的集中测控系统开发。系统采用s7nodave设备驱动模块,实现了Soft IOC与各PLC的通讯,将各子系统的PLC集成到了EPICS控制系统中。通过对关系型数据库和应用层软件CSS... 描述了利用实验物理与工业控制系统(EPICS)平台对HL-2A主机运行参数进行的集中测控系统开发。系统采用s7nodave设备驱动模块,实现了Soft IOC与各PLC的通讯,将各子系统的PLC集成到了EPICS控制系统中。通过对关系型数据库和应用层软件CSS中数据归档及报警等组件的扩展与配置,实现OPI层与各个子系统的实时通信。测控系统成功地将HL-2A主机参数集中在EPICS平台下运行,为下一代装置的主机集中测控系统设计打下了基础。 展开更多
关键词 hl-2A主机 集中测控 EPICS PLC CSS
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人工神经网络在HL-2A装置汤姆逊散射数据处理中的应用 被引量：6
11
作者 刘春华 侯智培 +3 位作者 王瑜琴 冯震 夏凡 黄渊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期38-44,共7页
人工神经网络是一种强大的非线性数据分析算法,其中的感知器神经网络第一次被用于处理HL-2A装置上汤姆逊散射系统的电子温度数据。采用输入层、隐藏层和输出层等三层神经网络结构,输入层为标定数据或测量数据,隐藏层使用sigmoid函数作... 人工神经网络是一种强大的非线性数据分析算法,其中的感知器神经网络第一次被用于处理HL-2A装置上汤姆逊散射系统的电子温度数据。采用输入层、隐藏层和输出层等三层神经网络结构,输入层为标定数据或测量数据,隐藏层使用sigmoid函数作为传递函数,输出层为电子温度值。从数据处理结果可以看出,该计算方法与传统的χ~2最小值方法计算的结果吻合,能够得到可靠的电子温度数据。而且由于计算温度时采用矩阵计算,计算速度比使用χ~2最小值法提高20倍以上,为将来利用汤姆逊散射测量的电子温度数据实现等离子体剖面实时反馈控制提供了可能。 展开更多
关键词 汤姆逊散射 神经网络 数据处理 电子温度 hl-2A托卡马克
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HL-2A主机改造的初步方案 被引量：8
12
作者 刘德权 张锦华 +6 位作者 李芳著 李强 严龙文 潘宇东 冉红 李广生 刘永 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期257-262,共6页
为进一步提高HL-2A装置的放电参数和优化等离子体位形,给出了三种可能的主机改造途径:保留真空室,去掉并调整真空室内部分多极场线圈的局部改造方案;保留真空室,重新布局极向场线圈的中等规模改造方案;重新设计真空室和极向场线圈系统... 为进一步提高HL-2A装置的放电参数和优化等离子体位形,给出了三种可能的主机改造途径:保留真空室,去掉并调整真空室内部分多极场线圈的局部改造方案;保留真空室,重新布局极向场线圈的中等规模改造方案;重新设计真空室和极向场线圈系统的大规模改造方案。对三种改造方案对放电参数和位形的影响和改造工程的可行性进行了分析比较,重新设计真空室和极向场线圈系统的大规模改造方案是最佳选择。 展开更多
关键词 hl-2A主机 等离子体位形 改造方案
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HL-2M环向场线圈匝间剪切应力分析 被引量：7
13
作者 蔡立君 邹晖 +5 位作者 刘健 邱银 林涛 卢波 李广生 刘德权 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期135-141,共7页
介绍了HL-2M环向场线圈的基本结构设计及其承受的电磁载荷,分析了水平预加载、中心柱预应力筒以及环向抗扭支撑对线圈匝间剪切应力的影响。结果表明,水平预加载及预应力筒在中心柱内产生的压应力有利于提高中心柱的抗扭刚度;环向支撑刚... 介绍了HL-2M环向场线圈的基本结构设计及其承受的电磁载荷,分析了水平预加载、中心柱预应力筒以及环向抗扭支撑对线圈匝间剪切应力的影响。结果表明,水平预加载及预应力筒在中心柱内产生的压应力有利于提高中心柱的抗扭刚度;环向支撑刚度增加可减小线圈的面内剪切应力。在正常运行工况下,环向场线圈的最大匝间剪切应力小于8MPa,其结构设计满足线圈强度要求。对于大破裂瞬态事件,匝间最大剪切应力约12MPa,接近绝缘材料的剪切疲劳极限,建议采取破裂抑制措施避免该情况发生。 展开更多
关键词 hl-2M装置 环向场线圈 电磁载荷 剪切应力
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HL-2A装置等离子体可见光成像系统 被引量：6
14
作者 郑银甲 冯震 +2 位作者 罗萃文 施乐 陈燎原 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期259-264,共6页
在HL 2A装置上研制了等离子体可见光成像系统,用于孔栏、偏滤器位形放电的诊断。该成像系统由彩色摄像机、观察窗和转向镜、广角收集和准直透镜组、采集卡和计算机组成。本文描述了系统的布局和各部件参数的匹配,报道了观测到的实验结... 在HL 2A装置上研制了等离子体可见光成像系统,用于孔栏、偏滤器位形放电的诊断。该成像系统由彩色摄像机、观察窗和转向镜、广角收集和准直透镜组、采集卡和计算机组成。本文描述了系统的布局和各部件参数的匹配,报道了观测到的实验结果。等离子体成像系统能监视放电的整个过程,实时显示可见光辐射图形,特别在识别孔栏与偏滤器位形放电的诊断中发挥了重要作用,成为HL 2A装置放电的重要诊断手段。 展开更多
关键词 诊断手段 光成像 观察 实验结果 放电 重要作用 成像系统 hl-2A装置 偏滤器 等离子体
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HL-2M装置供电系统研制 被引量：7
15
作者 宣伟民 王英翘 +4 位作者 李华俊 彭建飞 李维斌 李青 HL-2M研制团队 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期437-442,共6页
为满足HL-2M装置的供电需求,须配套建设相应的供电系统。通过仿真计算HL-2M装置的总体供电需求,考虑到HL-2A装置现有的供电系统设备,提出了兼顾HL-2A和HL-2M装置供电需求的总体配置方案。介绍了国内首台300MVA立式交流脉冲发电机组、磁... 为满足HL-2M装置的供电需求,须配套建设相应的供电系统。通过仿真计算HL-2M装置的总体供电需求,考虑到HL-2A装置现有的供电系统设备,提出了兼顾HL-2A和HL-2M装置供电需求的总体配置方案。介绍了国内首台300MVA立式交流脉冲发电机组、磁体电源、高压电源和电源控制系统的研制情况。 展开更多
关键词 hl-2M装置 脉冲发电机组 磁体电源 供电系统
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HL-2A装置欧姆电源的全关断检测 被引量：5
16
作者 徐伟东 宣伟民 +1 位作者 王英翘 陈宇红 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期88-89,112,共3页
为准确判断HL-2A装置欧姆电源过零时刻,介绍了一种实现欧姆逻辑无环流运行的电流过零检测方案———晶闸管整流器全关断检测,即用检测晶闸管管压降的方法判断整流器是否关断。理论分析证明该检测方案可行,并研发了相应的全关断检测电路... 为准确判断HL-2A装置欧姆电源过零时刻,介绍了一种实现欧姆逻辑无环流运行的电流过零检测方案———晶闸管整流器全关断检测,即用检测晶闸管管压降的方法判断整流器是否关断。理论分析证明该检测方案可行,并研发了相应的全关断检测电路。综合判断了实验中全关断信号与软、硬件检测2种信号,从而准确可靠地实现欧姆的逻辑无环流运行。 展开更多
关键词 hl-2A 欧姆电源 逻辑无环流 全关断检测 过零检测
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HL-2A托卡马克装置真空系统 被引量：5
17
作者 曹曾 崔成和 +5 位作者 徐云仙 付卫东 许正华 刘德权 蔡萧 高霄燕 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期59-64,共6页
介绍了HL 2A装置真空系统研制。它由真空主抽气系统、抽气偏滤器、直流辉光放电清洗系统组成。主抽气系统提供了装置真空室从大气到高真空、烘烤除气、直流辉光放电清洗所需要的抽气能力。抽气偏滤器初步实现了托卡马克放电过程中边缘... 介绍了HL 2A装置真空系统研制。它由真空主抽气系统、抽气偏滤器、直流辉光放电清洗系统组成。主抽气系统提供了装置真空室从大气到高真空、烘烤除气、直流辉光放电清洗所需要的抽气能力。抽气偏滤器初步实现了托卡马克放电过程中边缘粒子的抽运与控制;直流辉光放电清洗系统保证了装置良好的真空器壁条件。介绍了这些系统的初步运行情况,并给出了其测试结果。HL 2A装置首轮物理实验运行时真空室极限真空度达到4.6×10-6Pa,12h总漏放气率为1.8×10-5Pa·m3·s-1。 展开更多
关键词 hl-2A装置 偏滤器 直流辉光放电 托卡马克装置 真空室 真空系统 放电过程 粒子 物理实验 条件
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HL-2M供电系统逻辑控制设计 被引量：5
18
作者 李维斌 姚列英 +3 位作者 宣伟民 陈宇红 胡浩天 夏凡 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第9期2461-2463,共3页
在HL-2M装置逻辑控制系统中,不但对数据通信的实时性、网络化和控制系统的安全性要求很高,并且要求在整个逻辑控制系统出现故障后可对引起故障或导致等离子体放电实验失败的原因进行分析,前者通过应用新一代实时以太网通信标准PROFINET... 在HL-2M装置逻辑控制系统中,不但对数据通信的实时性、网络化和控制系统的安全性要求很高,并且要求在整个逻辑控制系统出现故障后可对引起故障或导致等离子体放电实验失败的原因进行分析,前者通过应用新一代实时以太网通信标准PROFINET和西门子自动化设备搭建实时通信平台来保证,后者则通过高精度SOE(Sequence of Events)模块来实现;在实验测试平台的结果表明,该设计满足了系统需求,具有实时性、安全性和事故追忆功能。 展开更多
关键词 hl-2M 逻辑控制系统 PROFINET 交换机 SOE
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HL-2M装置5 MW中性束加热束线离子源放电室研制 被引量：4
19
作者 魏会领 曹建勇 +6 位作者 余珮炫 邹桂清 周红霞 杨宪福 周博文 罗怀宇 耿少飞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期123-127,共5页
为了给HL-2M装置建设一条5 MW中性束加热束线,开展了中性束加热用热阴极弧放电离子源放电室的研制。这条中性束束线包含4套80 kV/45 A/5 s离子源,放电室的设计指标为850 A/5 s。首先采用CST软件中的电磁工作室对特定几何结构的放电室会... 为了给HL-2M装置建设一条5 MW中性束加热束线,开展了中性束加热用热阴极弧放电离子源放电室的研制。这条中性束束线包含4套80 kV/45 A/5 s离子源,放电室的设计指标为850 A/5 s。首先采用CST软件中的电磁工作室对特定几何结构的放电室会切磁场进行了模拟计算,得到了会切磁场分布,验证了会切磁场布局的合理性。针对放电室加工工艺和实验过程中局部拉弧等问题,对放电室结构进行了不断改进。放电室侧壁由40列会切磁体改为7圈环形磁体,阴极灯丝结构从灯丝板结构最终改为陶瓷可伐结构,并且在放电室和加速器之间增加了陶瓷屏蔽。在阴极板结构放电室和阴极陶瓷可伐结构放电室内都获得了正常的弧放电。最终定型的放电室采用周边7圈环形会切磁体和陶瓷可伐结构。在定型的放电室内达到了5 MW中性束束线离子源弧放电的指标。弧放电时间接近5 s,最大弧放电电流达到1 000 A。 展开更多
关键词 hl-2M装置 中性束加热 离子源 弧放电室
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