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《核聚变与等离子体物理》 CSCD 北大核心

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《核聚变与等离子体物理》的办刊宗旨是，促进核聚变与等离子体物理研究中的理论、工程及实验成果的学术交流，推广核聚变研究中间技术及低温等离子体应用方面的成果，发现和培养人才，促进核聚变与等离子体物理学科不...查看详情>>
  • 主办单位核工业西南物理研究院
  • 国际标准连续出版物号0254-6086
  • 国内统一连续出版物号51-1151/TL
  • 出版周期季刊
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电场磁场平行型中性粒子分析器剥离单元和分析单元的设计与模拟
1
作者 屈玉凡 臧临阁 +1 位作者 林炜平 罗圆 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期75-81,共7页
介绍了电场磁场平行型中性粒子分析器(E//B NPA)的剥离单元和分析单元的结构设计。剥离单元由剥离室(包括两个差分管和供气波纹管)、真空室(包括一个中性粒子进入孔和一个离子排出孔)和真空抽气系统组成。计算了分析器的剥离效率,用综... 介绍了电场磁场平行型中性粒子分析器(E//B NPA)的剥离单元和分析单元的结构设计。剥离单元由剥离室(包括两个差分管和供气波纹管)、真空室(包括一个中性粒子进入孔和一个离子排出孔)和真空抽气系统组成。计算了分析器的剥离效率,用综合效率的形式R×f_(+1)表示,R是透射率,f_(+1)是电荷态为+1的粒子的比例。E//B NPA的分析磁场由永磁铁、磁极和磁轭构成的磁体来实现,永磁铁的材料是NdFeB,磁极和磁轭的材料是低碳钢。磁极采用收口式设计,以聚焦离子的飞行轨迹,并提高磁场的利用率。通过对电磁场中带电粒子飞行轨迹的模拟,观察到H^(+)和D^(+)在探测面上的离子轰击点分为上下两行,并分别按照能量由低至高从左到右排布。所模拟H^(+)和D^(+)的能量范围分别为20~200keV和10~200keV,可以满足HL-2A和HL-2M装置上中性束注入加热等离子体时快离子质谱和能谱的诊断需求。 展开更多
关键词 中性粒子分析器 快离子 剥离单元 分析单元 粒子飞行轨迹
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CFETR水冷包层一回路系统初步设计和配套设备的模拟
2
作者 王开松 孙明明 徐坤 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期143-149,共7页
通过设计两套独立的聚变堆一回路系统(PHTS),分别为增殖区(BZ)和第一壁(FW)提供冷却,采用在FW PHTS和电力转换系统(PCS)之间设计一套中间传热系统(IHTS)的方案,解决了托卡马克装置脉冲操作对PCS的影响。同时利用Ebsilon软件建立一套核... 通过设计两套独立的聚变堆一回路系统(PHTS),分别为增殖区(BZ)和第一壁(FW)提供冷却,采用在FW PHTS和电力转换系统(PCS)之间设计一套中间传热系统(IHTS)的方案,解决了托卡马克装置脉冲操作对PCS的影响。同时利用Ebsilon软件建立一套核电厂配套设备(BOP)的系统模型,模拟该系统在1.5GW聚变功率下的运行状况。初步的设计包括管道、蒸汽发生器(SG)、中间换热器(IHX)、给水泵在内的PHTS设计和布局,并确定了系统各部件的主要参数。从Ebsilon软件模拟的结果可以看出,该系统可以在脉冲/间隙时间为2h/0.5h的模式下以80%的功率下平稳的运行,保证了PCS有持续稳定的电力输出。 展开更多
关键词 CFETR 一回路系统 蒸汽发生器 中间换热器
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基于逆卷积神经网络的等离子体辐射分布断层重建方法
3
作者 王朝辉 肖建元 秦宏 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期207-214,共8页
发展了一种基于逆卷积神经网络的图像级重建方法用于聚变等离子体辐射分布的断层反演。通过引入结构相似度(SSIM)作为损失函数,该方法在模拟数据实验中表现出了较好的重建效果。模拟实验结果表明,在弦积分信号噪声强度为10%、15%及20%时... 发展了一种基于逆卷积神经网络的图像级重建方法用于聚变等离子体辐射分布的断层反演。通过引入结构相似度(SSIM)作为损失函数,该方法在模拟数据实验中表现出了较好的重建效果。模拟实验结果表明,在弦积分信号噪声强度为10%、15%及20%时,该方法的重建结果依然具有良好的精确度和鲁棒性。 展开更多
关键词 等离子体辐射分布断层重建 逆卷积神经网络 弦积分诊断系统 图像重建
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集成门极换流晶闸管电学模型的优化及参数提取
4
作者 曾思哲 黄连生 +2 位作者 陈晓娇 何诗英 陈涛 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期656-663,共8页
在集成门极换流晶闸管(IGCT)2T-3R-C电学模型的基础上,针对其模型关断电压出现与实测波形不符的振荡问题,建立了一种IGCT改进电学模型,并提出一套可用于改进电学模型的参数提取方法,给出改进电学模型电路结构和器件参数。将模型的动态... 在集成门极换流晶闸管(IGCT)2T-3R-C电学模型的基础上,针对其模型关断电压出现与实测波形不符的振荡问题,建立了一种IGCT改进电学模型,并提出一套可用于改进电学模型的参数提取方法,给出改进电学模型电路结构和器件参数。将模型的动态特性仿真结果与4kA/4.5kV型号IGCT的4kA/4.5kV等级实验结果、3.5kA/4.5kV等级实验结果以及现有2T-3R-C模型仿真结果进行对比,验证了改进电学模型的准确性、适用性、优越性。 展开更多
关键词 集成门极换流晶闸管 改进电学模型 CFETR 新型磁体电源
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HL-2M低杂波电流驱动系统研制 被引量：1
5
作者 白兴宇 卢波 +5 位作者 曾浩 王超 梁军 陈娅莉 王洁琼 冯鲲 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期482-488,共7页
HL-2M装置的LHCD系统已经完成了包括2MW波源、2MW传输线和4MW天线的工程研制,该系统参数指标为3.7GHz/2MW/3s,使用4只TH2103C1型速调管。建成了4条500kW功率容量的传输线,研制了1套4MW功率容量的低杂波天线,并完成了与系统配套的电源、... HL-2M装置的LHCD系统已经完成了包括2MW波源、2MW传输线和4MW天线的工程研制,该系统参数指标为3.7GHz/2MW/3s,使用4只TH2103C1型速调管。建成了4条500kW功率容量的传输线,研制了1套4MW功率容量的低杂波天线,并完成了与系统配套的电源、微波源、传输部件、控保系统以及水冷、真空、测量采集等辅助系统的研制。 展开更多
关键词 HL-2M装置 低杂波 速调管 传输线 天线
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HL-2M装置真空抽气系统的研制 被引量：2
6
作者 蔡潇 曹曾 +3 位作者 张炜 李瑞鋆 冉红 蔡立君 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期355-359,共5页
HL-2M装置真空抽气系统包括4套涡轮分子泵机组和4套低温泵机组。辅助系统主要由设备逻辑控制与信号测量、水冷却循环系统和设备供气系统3部分组成。真空室经过100℃烘烤后真空度达到2.3×10^(-6)Pa,超过了设计预期真空度,满足超高... HL-2M装置真空抽气系统包括4套涡轮分子泵机组和4套低温泵机组。辅助系统主要由设备逻辑控制与信号测量、水冷却循环系统和设备供气系统3部分组成。真空室经过100℃烘烤后真空度达到2.3×10^(-6)Pa,超过了设计预期真空度,满足超高真空技术要求。 展开更多
关键词 超高真空 抽气系统 真空室 有效抽速
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托卡马克真空室内线圈水冷管道接头强化二次流的数值研究 被引量：1
7
作者 江嘉铭 黄淑龙 +3 位作者 吴文杰 张国书 刘仪 张凯 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期321-328,共8页
基于计算流体力学(CFD)理论,研究了不同曲率半径的螺旋导流片的托卡马克真空室内线圈水冷管道接头。利用湍流数值模拟方法,分析了线圈管道接头导流片曲率半径比、冷却水入口流速对线圈管道内流体平均雷诺数分布的影响。结果表明,不同导... 基于计算流体力学(CFD)理论,研究了不同曲率半径的螺旋导流片的托卡马克真空室内线圈水冷管道接头。利用湍流数值模拟方法,分析了线圈管道接头导流片曲率半径比、冷却水入口流速对线圈管道内流体平均雷诺数分布的影响。结果表明,不同导流片曲率半径比的线圈管道内的流体雷诺数分布曲线相似,平均雷诺数随入口流速的增加而增大,管道接头出口雷诺数随导流片曲率半径比的增大而减小,导流片曲率半径比小的管接头更适用于线圈水冷曲线管的二次流强化。此外,还为导流片曲率半径比为0.2的管接头拟合了管接头出口雷诺数与入口流速的关系式,为进一步研究类似于托卡马克真空室内线圈管道的曲线管接头的二次流强化提供理论基础。 展开更多
关键词 真空室内线圈曲线管 管接头 导流片 曲率半径比
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HL-2A等离子体垂直振荡缓解边缘局域模实验观测 被引量：1
8
作者 吴娜 陈少永 +5 位作者 唐昌建 宋显明 杨曾辰 余德良 许健强 HL-2A团队 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期97-103,共7页
在HL-2A装置实验中,通过对水平场加入方波扰动,实现了等离子体垂直运动。当等离子体向上垂直运动时,观察到了边缘局域模(ELM)缓解现象。研究发现,等离子体向上运动过程中边缘不断形成新的闭合磁面,导致等离子体体积膨胀,进而使台基宽度... 在HL-2A装置实验中,通过对水平场加入方波扰动,实现了等离子体垂直运动。当等离子体向上垂直运动时,观察到了边缘局域模(ELM)缓解现象。研究发现,等离子体向上运动过程中边缘不断形成新的闭合磁面,导致等离子体体积膨胀,进而使台基宽度增加。此外,ELM缓解期间杂质和工作气体再循环有所增加。等离子体向上运动过程中体积膨胀、工作气体再循环及杂质增加可能是导致ELM缓解的主要物理因素。该实验可为未来聚变实验装置ELM的控制提供一些参考。 展开更多
关键词 边缘局域模 缓解 垂直振荡 HL-2A装置
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基于有限体积法数值模拟双撕裂模非线性演化
9
作者 雷晓晨 李新霞 +1 位作者 马骏 龚学余 《核聚变与等离子体物理》 CSCD 北大核心 2017年第3期257-261,共5页
以磁流体理论为基础,采用基于有限体积法的通量差分分裂格式数值求解具有双曲保守律形式的电阻磁流体方程组。编写C++程序对平板几何位形下的等离子体双撕裂模进行了长时间数值模拟,得到双撕裂模不稳定性的演化图景,捕捉到了双撕裂模非... 以磁流体理论为基础,采用基于有限体积法的通量差分分裂格式数值求解具有双曲保守律形式的电阻磁流体方程组。编写C++程序对平板几何位形下的等离子体双撕裂模进行了长时间数值模拟,得到双撕裂模不稳定性的演化图景,捕捉到了双撕裂模非线性发展过程中磁场重联的几个典型阶段,讨论了等离子体电阻和两个有理面之间的距离对双撕裂模不稳定性非线性发展的影响。为研究磁流体动力学提供了一种可行的高精度数值算法。 展开更多
关键词 有限体积法 双撕裂模不稳定性 数值模拟
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容性耦合电负性氧等离子体的激光诱导光致剥离技术诊断研究 被引量：1
10
作者 王涛 王俊 +2 位作者 唐成双 杨郁 辛煜 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期37-42,共6页
采用波长532nm的高能脉冲激光束照射40.68MHz激发的容性耦合氧等离子体,并给处于激光束中央的探针施加一定的正偏压,由此诊断氧等离子体的空间电位和电负度。实验结果表明,探针偏压从0V逐渐增加时,探针搜集的电流波形从V型向倒U型转变,... 采用波长532nm的高能脉冲激光束照射40.68MHz激发的容性耦合氧等离子体,并给处于激光束中央的探针施加一定的正偏压,由此诊断氧等离子体的空间电位和电负度。实验结果表明,探针偏压从0V逐渐增加时,探针搜集的电流波形从V型向倒U型转变,转变电压点正是电负性等离子体的空间电位。尝试着给出了运用激光诱导光致剥离技术诊断电负性等离子体空间电位的经验方法。另外,探针上施加的正偏压高于等离子体空间电位时,等离子体的电负度基本保持不变。实验还表明,氧等离子体的电负度随着射频输入功率的增加而呈现下降的趋势。 展开更多
关键词 激光诱导光致剥离 电负性等离子体 空间电位 电负度
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焊后热处理对核聚变用316LN焊接接头的影响 被引量：5
11
作者 刘丽平 叶民友 +3 位作者 吴杰峰 卫靖 信纪军 沈旭 《核聚变与等离子体物理》 CSCD 北大核心 2017年第3期342-345,共4页
采用了TIG对核聚变用316LN奥氏体不锈钢进行焊接,并对焊接接头进行了焊后热处理,利用光学显微镜、扫描电镜分析手段研究了焊后热处理对焊接接头微观组织和力学性能的变化。试验结果表明,焊缝中为奥氏体组织,并未发现第二相析出物存在。... 采用了TIG对核聚变用316LN奥氏体不锈钢进行焊接,并对焊接接头进行了焊后热处理,利用光学显微镜、扫描电镜分析手段研究了焊后热处理对焊接接头微观组织和力学性能的变化。试验结果表明,焊缝中为奥氏体组织,并未发现第二相析出物存在。焊后热处理对接头的拉伸性能影响不大,均断裂在母材位置,但显著提高了接头的延伸率。接头低温冲击试验也展现了良好的抗低温冲击性能。断口分析发现,接头呈韧性断裂。 展开更多
关键词 焊后热处理 拉伸性能 冲击能 断口分析 POST WELD heat treatment (PWHT)
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大功率RF离子源阻抗匹配电路的设计与实现 被引量：3
12
作者 岳海昆 李冬 +3 位作者 刘开锋 李小飞 汪辰热 陈德智 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期346-349,共4页
在大功率RF离子源中,激励器的作用是产生等离子体,阻抗匹配电路是激励器吸收RF功率的关键。将激励器等效阻抗视为一个电阻和一个电感的串联,采用了一种由一个RF变压器并和两个可调电容组成的阻抗匹配电路,给出了视RF变压器为理想变压器... 在大功率RF离子源中,激励器的作用是产生等离子体,阻抗匹配电路是激励器吸收RF功率的关键。将激励器等效阻抗视为一个电阻和一个电感的串联,采用了一种由一个RF变压器并和两个可调电容组成的阻抗匹配电路,给出了视RF变压器为理想变压器时阻抗匹配电路的分析模型,推导了阻抗匹配时两个可调电容的电气参数。当激励器实验装置使用一个石英玻璃激励器时,搭建了一个阻抗匹配电路,成功地将RF功率耦合进激励器并产生了等离子体。 展开更多
关键词 RF离子源 阻抗匹配电路 RF变压器
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瞬时环流反馈均流策略在EAST快控电源中的应用 被引量：2
13
作者 徐超 高格 刘辉 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期51-56,共6页
在EAST快控电源中采用瞬时环流反馈引入虚拟电阻的均流控制策略,可大大增加并联逆变器之间等效输出阻抗的实部,有效提高对环流低频分量的抑制能力。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。
关键词 快控电源 逆变器 环流 虚拟电阻
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ITER718合金螺栓断裂原因分析及工艺改进 被引量：3
14
作者 张腾 李鹏远 +2 位作者 许丹 韩石磊 康道安 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期120-124,共5页
通过化学成分检测、金相组织分析、氢含量的测定、断口的宏微观观察、大直径高强螺栓的原型件拉伸试验以及有限元分析等手段从材料、结构、制造工艺三个方面上探究了ITER磁体支撑718螺栓低强度断裂的原因。材料分析结果表明,国产718螺... 通过化学成分检测、金相组织分析、氢含量的测定、断口的宏微观观察、大直径高强螺栓的原型件拉伸试验以及有限元分析等手段从材料、结构、制造工艺三个方面上探究了ITER磁体支撑718螺栓低强度断裂的原因。材料分析结果表明,国产718螺栓材料的性能满足要求。工艺分析结果表明,螺栓低强度断裂的主要原因为滚压螺纹后的热处理导致螺纹根部脆性。结构分析结果表明,由于应力集中的影响,718螺栓的强度低于原材料强度,而且随着螺栓直径的增大而降低。基于以上分析结论,提出了能显著提高718螺栓强度的新工艺。通过原型件的拉伸试验,新工艺螺栓可以有效地提高螺栓的强度160MPa,达到1230MPa。 展开更多
关键词 718合金螺栓 螺栓拉伸试验 失效分析 有限元分析 工艺改进
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ITER包层屏蔽块全尺寸原型件的设计与关键制造技术的研发 被引量：2
15
作者 康伟山 谌继明 +7 位作者 吴继红 陈耀茂 侯少毅 刘浩然 郭时玲 李玲 邓智勇 吴海标 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期35-40,共6页
ITER包层屏蔽块全尺寸原型件应基于当前的设计方案,满足其物理功能,并符合包层界面的设计要求。另外,在屏蔽块全尺寸原型件的设计中,还要充分考虑关键制造技术的研发结果,例如深孔钻、TIG焊接、NDT检测等技术,这些关键制造技术的研发结... ITER包层屏蔽块全尺寸原型件应基于当前的设计方案,满足其物理功能,并符合包层界面的设计要求。另外,在屏蔽块全尺寸原型件的设计中,还要充分考虑关键制造技术的研发结果,例如深孔钻、TIG焊接、NDT检测等技术,这些关键制造技术的研发结果,为设计提供了技术保障。该全尺寸原型件的顺利完成并通过ITER相应认证程序,是中方签署采购的必由环节,也为今后完成采购包奠定了基础。 展开更多
关键词 ITER 包层 屏蔽块 设计 原型件
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J-TEXT动态扰动场交流电源控制系统设计
16
作者 郑茂岳 饶波 +1 位作者 易斌 丁永华 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期259-264,共6页
对J-TEXT动态扰动场交流电源及其控制系统进行了介绍,重点对基于FPGA全数字锁相环的逆变控制单元进行了分析、设计和优化。给出了动态扰动场交流电源及其逆变控制单元的测试和实验结果。结果表明该设计的交流电源控制系统能够满足物理... 对J-TEXT动态扰动场交流电源及其控制系统进行了介绍,重点对基于FPGA全数字锁相环的逆变控制单元进行了分析、设计和优化。给出了动态扰动场交流电源及其逆变控制单元的测试和实验结果。结果表明该设计的交流电源控制系统能够满足物理实验对电源输出电流频率、相位调节的需求,能够保证电源的可靠、稳定运行。 展开更多
关键词 扰动场 交流电源 控制系统 全数字锁相环 现场可编程逻辑器件(FPGA)
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ITER假负载的设计与分析
17
作者 秦秀颀 徐宁 +2 位作者 宋执权 陈湘波 李传 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期159-164,共6页
采用多层线圈并联,每层多匝的结构设计出ITER假负载。通过ANSYS建立该线圈的结构模型,对额定电流7.75kA连续运行和68kA脉冲电流运行两种模式下进行了动力学稳定性和热稳定性分析。分析结果验证了该线圈结构的假负载的设计合理性,为其进... 采用多层线圈并联,每层多匝的结构设计出ITER假负载。通过ANSYS建立该线圈的结构模型,对额定电流7.75kA连续运行和68kA脉冲电流运行两种模式下进行了动力学稳定性和热稳定性分析。分析结果验证了该线圈结构的假负载的设计合理性,为其进一步的优化设计奠定了基础。 展开更多
关键词 ITER假负载 电抗器 热稳定性 动力学稳定性 脉冲电流运行模式
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基于FLUENT的二维感应耦合等离子体炬数值模拟 被引量：9
18
作者 朱海龙 童洪辉 +1 位作者 叶高英 陈伦江 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期199-205,共7页
将等离子体作为磁流体,考虑其流体属性和电磁属性,介绍了利用FLUENT软件包并将其进行二次开发,解算电磁场方程、质量连续性方程、动量守恒方程、以及能量守恒方程的数值模拟方法,得到了以磁矢势为表达形式的电磁场分布、温度分布和速度... 将等离子体作为磁流体,考虑其流体属性和电磁属性,介绍了利用FLUENT软件包并将其进行二次开发,解算电磁场方程、质量连续性方程、动量守恒方程、以及能量守恒方程的数值模拟方法,得到了以磁矢势为表达形式的电磁场分布、温度分布和速度分布。数值模拟了粉末球化所用的感应耦合等离子体炬电磁场分布、温度分布、速度分布。分析了温度分布、速度分布产生的物理原因,为感应耦合等离子体炬球化粉末颗粒提供理论性指导。 展开更多
关键词 数值模拟 感应耦合等离子体 磁流体力学 FLUENT
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基于DSP的模数混合长时间积分器 被引量：4
19
作者 杜晓英 季振山 王勇 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期279-283,共5页
设计了基于数字信号处理技术的混合式长时间积分器,利用DSP计算出一定时间t内积分器的漂移斜率,从而计算出漂移量,进行扣除,达到减少漂移的目的。EAST装置上的实验结果证明,积分器解决了零点漂移的问题,适合于托卡马克放电实验中诊断信... 设计了基于数字信号处理技术的混合式长时间积分器,利用DSP计算出一定时间t内积分器的漂移斜率,从而计算出漂移量,进行扣除,达到减少漂移的目的。EAST装置上的实验结果证明,积分器解决了零点漂移的问题,适合于托卡马克放电实验中诊断信号的测量。 展开更多
关键词 积分器 数字信号处理 漂移 斜率
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中国ITER氦冷固态实验包层模块电磁安全分析 被引量：3
20
作者 陈颜静 冯开明 +3 位作者 高椿明 盛光召 张国书 秋穗正 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期228-232,共5页
在中国ITER固态增殖实验包层模块(CH HCSB-TBM)的最新优化设计基础上,应用ANSYS参数化设计语言编程方法,对ITER实验包层模块(TBM)的电磁安全特性进行了计算分析。计算结果表明:HCSB-TBM最新优化结构设计的电磁安全特性符合设计要求。
关键词 CH HCS—TBM 等离子体破裂 电磁安全
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