磁约束聚变方案中的磁镜、场反及偶极场位形研究进展

随着高温超导技术的日趋成熟,中小型磁约束装置的优势日渐明显。与大型托卡马克相比,偶极场、场反位形和磁镜等装置的结构相对简单,建造和维护成本较低,且更易实现能维持高等离子体压强的磁场位形,这意味着在低磁场下能实现更好的等离子体约束。此外,这些装置在物理原理上具有各自独特的优势,如磁镜装置具有开放的磁场位形和相对简单的结构设计,能支持灵活多样的实验并保持相对稳态运行;场反位形(FRC)装置的极高β值(β为等离子体压强与磁压之比)使得基于FRC的聚变装置在工程上更可行;偶极场装置因其类似地球磁场位形,具有天然良好的磁流体稳定性,有助于维持等离子体的约束。本文重点介绍了磁约束聚变方案中的磁镜、场反位形及偶极场的研究历史、技术进展和未来发展方向,阐述了这3类装置在聚变能研究中的重要性及面临的挑战。此类装置的小型化和经济性也使其在商业化方面更具潜力,能更灵活地进行技术调整和技术创新融合,吸引更多商业资本投入,加速聚变能的实现。

SWIP-RFP装置反场箍缩位形研究

SWIP-RFP装置是具有金属真空室的环形反场箍缩(RFP)装置.在初始气压,初始环场,可控辅助反场和等离子体自反效应的不同情况下,做了反场建立条件的实验。在有自反效应和可控辅助反场时间配合的三种运行情况下,反场箍缩放电已实现.本文给出了反场箍缩位形实验观测的结果,实验测出反场箍缩位形的等离子体电流幅值。脉冲长度与相关因素的依赖关系.实验结果表明在无功率短路情况下,等离子体存在时间τ_p≥0.3ms。

磁约束氘氘聚变中子源预研装置控制系统设计

【目的】磁约束氘氘聚变中子源预研装置是基于场反位形级联磁压缩的新型中子源预研方案,旨在基于第一阶段建设经验,完善系统设计,显著提升等离子体参数,并进一步开展磁压缩聚变等研究,为在第三阶段实现具有大体积高通量聚变中子源打下基础。【方法】预研装置控制系统对控制框架进行优化重构,提供安全联锁、脉冲控制与综合数据服务,通过集成控制将各服务协调集成到自动化执行的放电流程中,并新增多项资源拓展应用和DevOps工具。【结果】通过重构设计,控制系统在安全、稳定与效率等方面的综合性能得到显著提升。安全联锁系统确保了实验过程中的人员和设备安全,脉冲控制系统实现了高精度的时序控制,综合数据服务提供了从数据采集到分析的全流程支持,资源拓展应用和DevOps工具进一步提高了系统的灵活性和运维效率。【结论】该设计通过优化控制框架和引入先进的运维工具,能够更好地满足装置结构复杂化和放电流程精密化的需求,为后续长周期合作建设的磁约束氘氘聚变中子源预研装置提供了高效的控制系统建设方案。