同轴结构8mm扩展互作用振荡器的分析研究

为了克服扩展互作用振荡器采用实心电子注输出功率受限制的问题,本文设计了一种新型的同轴毫米波扩展互作用振荡器。采用MAGIC粒子模拟软件分别对高频系统和电子枪进行了数值模拟,分析了聚焦磁场、电子注电流、电压和内导体半径等工作参数对输出功率的影响。根据获得的工作参数的优化值对整管性能进行了模拟分析,给出了电子轴向动量沿轴向的相空间分布图、高频电压时间曲线、幅频特性图和输出波导截面上功率流的时间曲线图。整管模拟结果表明,该器件在8 mm波段能产生频谱特性良好、输出功率达14.5 kW的微波输出。

8mm同轴扩展互作用振荡器(EIO)的粒子模拟研究

提出了一种新型同轴毫米波扩展互作用振荡器,并采用MAGIC粒子模拟软件对其进行数值模拟,分析了工作参数对输出功率的影响,获得了工作参数的优化值。模拟结果表明该器件在8 mm波段能产生频谱特性良好的功率为17.5 kW的微波输出。

HL-2M装置电子回旋共振加热及电流驱动系统设计与研制进展

根据HL-2M装置物理实验加热的需求,完成了总功率为8MW的电子回旋共振加热及电流驱动(ECRH/ECCD)系统设计,开展了波源、传输及天线等关键部件研制。8MWECRH/ECCD系统,由8套105GHz/1MW/3s波源系统、8条内径为63.5mm的真空传输线及三套极向实时可控的发射天线构成。目前,已完成ECRH/ECCD系统关键部件研制及其相关的桌面与高功率性能测试。测试结果表明,微波源回旋管输出微波功率达到;MW/3s,在真空度为10-2Pa的过模波纹圆波导传输线中能低耗稳定传输,发射天线极向全量程角度转动响应时间在50ms以内。

撕裂模实时主动控制系统

在HL-2A装置上发展了一套撕裂模实时主动控制系统。该系统在放电期间用电子回旋发射/软X射线诊断实时确定撕裂模的几何位置,结合实时剖面重建和电子回旋波沉积计算,得到电子回旋波反射镜的控制角度值。通过电机实时驱动电子回旋波反射镜到达指定角度,使得电子回旋波功率沉积在撕裂模的有理磁面附近,改变当地局部的电流剖面,从而控制撕裂模,改善等离子体约束。该系统已经在2015年以后的实验中投入使用,并取得了良好的控制效果。它不仅能够实时发现并控制经典撕裂模,并且具有控制新经典撕裂模的潜力。

HL-3装置ECRH天线系统研制

电子回旋共振加热(Electron Cyclotron Resonance Heating,ECRH)系统是中国环流三号(HL-3)实验装置的一种重要加热和等离子体电流控制方法,微波通过天线发射器注入等离子体,是ECRH系统的重要组成部分。根据ECRH系统需求,对其天线系统进行了概念设计和光路设计以及具体的天线制作,并进行了测试与安装。HL-3装置ECRH天线系统由三个天线组成,包含一个中平面天线和两个上斜天线,三个天线位于装置弱场侧的同一扇段,可协同完成加热、新经典撕裂模(Neoclassical Tearing Mode,NTM)控制等功能。目前已经完成其中两个天线的设计、制造和测试,另外一个天线完成了发射光路的设计。测试结果表明:中平面天线和上斜一号天线控制精确、快速,达到了装置实验使用的要求。