Characterization of a 3-Phase a.c. Free Burning Arc Plasma

A 3-phase a.c. arc plasma reactor with large volume plasma has been developed for the synthesis of new carbon nano-structures. One of the main characteristics of the plasma system is related to the absence of a fixed neutral point. This gives rise to a rich and complex phenomenology related to instabilities and arc motion since the arcs are ＂burning＂ freely in the gas flow between the three electrodes. This paper is dedicated to the analysis of the behavior of such a system under typical conditions using argon and nitrogen as plasma gases. A classification of are configuration, arc commutating, arc interaction, arc motion and arc instabilities are discussed based on ultra high-speed cine camera analysis. A simple model describing the time evolution of the system is also presented and compared with the experimental measurements. The results show that an adequate control could allow the improvement of the overall system.

Volumetric modulation arc radiotherapy with flattening filter-free beams compared with conventional beams for nasopharyngeal carcinoma:a feasibility study

There is increasing interest in the clinical use of flattening filter-free(FFF) beams.In this study,we aimed to investigate the dosimetric characteristics of volumetric modulated arc radiotherapy(VMAT) with FFF beams for nasopharyngeal carcinoma(NPC).Ten NPC patients were randomly selected to undergo a RapidArc plan with either FFF beams(RA-FFF) or conventional beams(RA-C).The doses to the planning target volumes(PTVs),organs at risk(OARs),and normal tissues were compared.The technical delivery parameters for RapidArc plans were also assessed to compare the characteristics of FFF and conventional beams.Both techniques delivered adequate doses to PTVs.For PTVs,RA-C delivered lower maximum and mean doses and improved conformity and homogeneity compared with RA-FFF.Both techniques provided similar maximum doses to the optic nerves and lenses.For the brain stem,spinal cord,larynx,parotid glands,oral cavity,and skin,RA-FFF showed significant dose increases compared to RA-C.The dose to normal tissue was lower in RA-FFF.The monitor units(MUs) were(536 ± 46) MU for RA-FFF and(501± 25) MU for RA-C.The treatment duration did not significantly differbetween plans.Although both treatment plans could meet clinical needs,RA-C is dosimetrically superior to RA-FFF for NPC radiotherapy.

Case Report: Anaplastic Astrocytoma Treated with Postoperative Radiotherapy Using Flattening Filter-Free Volumetric Arc Therapy (FFF-VMAT) during Pregnancy—Acceptable Fetal Dosimetry

Background: Postoperative irradiation for brain tumor in pregnant women is a matter of concern. Aim: We aimed to assess the safety of radiotherapy for brain tumors in pregnancy. We here report a successful treatment for anaplastic astrocytoma during pregnancy: surgery + postoperative irradiation. We wish to emphasize how we devised irradiation procedure to achieve both therapeutic effectiveness and safety to the fetus/infant. Case Presentation: A 34-year-old pregnant woman suffered with brain anaplastic astrocytoma. Tumor resection under craniotomy was performed with success. We decided to conduct postoperative radiotherapy at 25 weeks of gestation to reduce the risk of recurrence. We used a flattening filter-free volumetric arc therapy (FFF-VMAT) technique, which can achieve lower out-of-field dose than VMAT with a flattening filter or helical tomotherapy. We prescribed 60 Gy over 30 fractions. During actual beam delivery, surface and rectal dose to the patient (mother) were measured. The total fetal dose was estimated at 0.006 - 0.018 Gy, which is under the threshold set by the ICRP. A male healthy infant was born vaginally at the 37th week of pregnancy. The patient (mother) and the infant are healthy at the time of writing. Conclusion: FFF-VMAT is a good choice for brain tumors during pregnancy.

摇动电弧窄间隙自由成形打底焊工艺研究

针对厚板坡口根部焊接难的问题,文中提出了一种采用摇动电弧的窄间隙坡口自由成形打底焊接方法,通过控制电弧做圆弧形轨迹摇动来调整电弧热分布,使焊接熔池自由凝固成形.进行了摇动电弧窄间隙自由成形打底焊接试验,研究了电弧摇动参数对打底焊缝自由成形的影响.结果表明:电弧摇动参数能显著影响打底焊缝自由成形,过小的摇动参数易使打底焊缝烧穿,适当增大电弧摇动参数可增强坡口侧壁与根部的熔透,过大的摇动参数会产生未焊透缺陷.

限流型直流变压器拓扑结构及其暂态特性研究

能量路由器的核心元件为双有源桥(dual active bridge,DAB)直流变压器,针对其短路故障时电流上升速率快,峰值大,导致DAB内部电力电子器件闭锁的问题,该文提出一种具有限流型结构的直流变压器,限流装置结构为从DAB高压侧H桥连接单相整流桥,再与输出端口的限流电感相连。当直流系统发生短路故障时,限流型直流变压器采用混合控制算法进行整流,为限流电感提供钳位电压,限制故障电流的峰值,并与断路器配合实现无弧开断,该方法避免DAB中电力电子器件发生闭锁,快速实现故障限流和隔离。在仿真系统中搭建了基于10kV/750V直流变压器的限流型直流变压器的模型,仿真结果表明限流型直流变压器与断路器配合实现故障限流和隔离的有效性和可行性。

C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体自由燃弧特性仿真研究

目前电力行业中采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为绝缘介质替代SF_(6)的可推广性较高,但对其灭弧性能的研究仍有待深入。文中基于磁流体动力学(MHD)理论模拟了棒—棒电极间隙的自由燃弧动态过程,计算了0.6 MPa的C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体(C_(4)F_(7)N占比分别为7%、10%、20%)和SF_(6)的电弧伏安特性。研究结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体在轴向的扩散能力强于SF_(6)气体;与C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体相比,SF_(6)气体的燃弧温度更低,增大C_(4)F_(7)N的比例可降低燃弧温度;在燃弧过程中SF_(6)气体的电弧电压最低,增加C_(4)F_(7)N的比例对降低混合气体的电弧电压效果明显。

不同长径比下真空电弧自由燃弧特性的研究

该文研究不同触头开距(g)与直径(D)比值(g/D)条件下真空电弧的自由燃弧特性,以为进一步研究电弧控制方法提供理论支撑。实验选用直径为42 mm、材料为CuCr50合金的平板触头,采用触发引弧的方式,分别观察12 mm(g/D=0.286)、24 mm(g/D=0.571)、36 mm(g/D=0.857)触头开距,2.4至5.2 kA电流峰值(Ipeak)条件下的真空电弧。结果表明:不同长径比真空电弧阴极斑点扩散速度与阴极斑点平均承载电流接近,阴极斑点扩散速度与电流峰值的平方根成正比;小长径比(g/D=0.286)真空电弧在电流峰值较大时(Ipeak>4 kA)会依次出现扩散电弧模式、点状阳极斑点模式、阳极斑点模式;大长径比(g/D=0.571、0.857)真空电弧中大量阴极斑点在初始扩散阶段结束后长期维持在阴极触头侧面,未观察到稳定的阳极斑点。结果表明:大长径比与小长径比真空电弧在形态以及阳极现象上存在较大的差异,涉及大长径比真空电弧时需要考虑电弧对于触头侧面烧蚀的问题。

采用DC Arc Plasma JetCVD方法沉积微/纳米复合自支撑金刚石膜

在30kW级直流电弧等离子体喷射化学气相沉积(DC Arc P lasm a Jet CVD)设备上,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过调节甲烷浓度以及控制其他沉积参数,在Mo衬底上沉积出微/纳米复合自支撑金刚石膜。实验表明,当微米金刚石膜层沉积结束后,在随后的沉积中,随着甲烷浓度的增加,金刚石膜表面的晶粒大小是逐渐减小的。当甲烷浓度达到20%以上时,金刚石膜生长面晶粒呈现菜花状的小晶团,膜体侧面已经没有了粗大的柱状晶,而是呈现出光滑的断口,对该层进行拉曼谱分析显示,位于1145 cm-1附近有一定强度的散射峰出现。这说明所沉积的晶粒全部变为纳米级尺寸。

基于Flatten-Filter Free模式治疗原发性肝癌的剂量学研究

目的:比较原发性肝癌的Flatten-Filter Free(FFF)模式和Flatten Filter(FF)模式的单弧、双弧以及七野固定野治疗的剂量学差异。方法:选取13例原发性肝癌患者,在增强CT图像上勾画靶区及危及器官和正常组织,并在同一套CT图片上设计单个全弧、双全弧和七野固定野的FFF模式和FF模式的调强计划,病人总的治疗剂量200 c Gy×30次。通过剂量体积直方图统计PTV相关的剂量学参数、适形度指数(CI)、均匀性指数(HI),肝脏的剂量体积学参数、机器跳数、治疗时间和计划时间等利用SPSS20.0进行配对非参数Wilcoxson符号秩检验的统计学处理。结果:3种放疗计划FF和FFF模式靶区的HI和CI均没有统计学差异(P>0.05),靶区的V95%、最大剂量、最小剂量和平均剂量有统计学差异(P<0.05),在单弧、双弧和七野固定野调强计划的FF和FFF模式中,靶区的V95%FFF比FF分别低34.3%、13%、1.2%,靶区最大剂量FFF模式比FF分别低1.54%、1.39%、2.2%,靶区的最小剂量分别降低17.9%、6.6%、9.23%,平均剂量分别降低9.23%、2.0%、2.3%。结论:FFF模式可以有效降低正常肝脏组织受量,减少病人治疗时间,可以在图像引导基础上进一步提高放疗的安全性。

非均整模式与均整模式下儿童肾母细胞瘤容积调强放疗的剂量学研究

目的:对比在均整(flattening filter,FF)模式与非均整(flattening filter free,FFF)模式下儿童肾母细胞瘤容积调强放疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)的剂量学差异。方法:回顾性选取2022年8月至2023年10月于某院接受放疗的10例肾母细胞瘤患儿,均设计FF模式和FFF模式下的VMAT计划,比较2种计划的计划靶区(planning target volume,PTV)剂量学参数、危及器官(organ at risk,OAR)受照剂量、机器跳数、γ通过率及治疗时间。结果:FFF计划的D_(2)、D_(98)及均匀性指数均优于FF计划,差异有统计学意义(P<0.05);而2种计划的D50和适形性指数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。FFF计划在对侧肾脏D_(mean)、V_(5)、V_(10),肝脏D_(mean)、V_(5)、V_(10)以及脊髓D_(max)方面均优于FF计划,差异有统计学意义(P<0.05)。FF计划在γ通过率、机器跳数方面均优于FFF计划,而FFF计划的治疗时间明显短于FF计划,差异有统计学意义(P<0.05)。2种计划的γ通过率均>95%。结论:FF模式和FFF模式下的VMAT计划均能满足临床治疗要求,FFF模式较FF模式在PTV剂量分布、OAR受照剂量和治疗时间方面更有优势,对提升患儿治疗效果和配合度有积极影响。

基于自然换流的无弧继电器无弧控制系统及性能

为对电磁继电器进行无弧控制,基于自然换流原理分析无弧控制系统的拓扑和工作原理,给出无弧控制下延时和阈值电流等时序参数的选取原则;在形成无弧继电器样机基础上,通过搭建交直流380 V的试验系统,对无弧继电器进行试验测试;通过典型负载下的寿命试验,研究影响无弧继电器性能的关键参数;对无弧继电器的故障类型进行分析,给出危害较大的故障如短路故障保护方法,并进行试验验证。结果表明:无弧控制虽然使得继电器吸合时间增大4 ms,释放时间增大10 ms,减缓了动作速度,但解决了电弧烧蚀问题,将继电器的电寿命提高1倍;无弧继电器性能主要受机械触点接触电阻和电流转移速度的影响;无弧继电器具有较好的可靠性,且在短路情况下具有较高的安全性。

An Inquiry into the Approach to Asian Regional Trade Integration Under the Belt and Road Initiative——The Case of the Alignment of a China-Japan-South Korea Free Trade Area

It has been five years since the Belt and Road Initiative (BRI) was first introduced. Though there has been a growing body of literature on regional cooperation between covered countries, Japan and South Korea have been barely discussed. This paper starts with the consensus-based mechanism of a China-Japan-South Korea Free Trade Area (FTA) to probe the approach of its alignment with the BRI in terms of the sequence of “master plans,”“viability of cooperation,” and “embedding of rules.” This inquiry found that the three countries have a shared interest in cooperation in Central Asia to which China prefers a pragmatic approach, while Japan and South Korea an approach combining idealism with pragmatism. Given the huge potential of cooperation between the trio, it is suggested that a “Central Asia chapter” be incorporated in the negotiation framework of this trilateral FTA, and that the design feature three aspects;fundamental principles, specific rules, and an executive body with a view to functionally contributing to regional trade integration in Asia. This approach may also be applied to the alignment of other Asian areas with the BRI.

呼吸触发前瞻门控在早期非小细胞肺癌立体定向放射治疗中剂量学优势

目的探讨呼吸触发前瞻门控在早期非小细胞肺癌(NSCLC)立体定向放射治疗(SBRT)中剂量学优势。方法选取21例经病理证实的早期NSCLC患者,分别行自由呼吸下3D-CT、4D-CT电影模式和呼气末前瞻性呼吸触发轴向-R模式扫描,同等条件下分别设计前瞻门控(Plan_(pro))、30%~70%时相回顾门控(Plan_(30-70))、运动包络法(Plan_(all))及传统基于人群边际的3D-CT(Plan_(3D))4组无均整器模式容积旋转调强SBRT计划。统计分析计划靶体积(PTV)、患侧肺和全肺的V_(5)、V_(20)、V_(14.4)、平均肺剂量(MLD)、全肺正常组织并发症概率(NTCP)、心脏D_(max)、食管D_(max)、食管NTCP、脊髓D_(max)和近端支气管树D_(max)等指标。结果Plan_(all)与Plan_(3D)相比,除脊髓D_(max)的所有剂量学参数均下降差异有统计学意义(P<0.05)。与Plan_(all)相比,Plan_(pro)的PTV、患侧肺V_(5)、V_(20)、V_(14.4)、MLD、全肺V_(5)、V_(20)、V_(14.4)、MLD、NTCP、心脏D_(max)和食管NTCP较Plan_(30-70)分别进一步减少了8.42 cc、2.06%、1.02%、26.67 cc、0.58 Gy、2.35%、0.63%、32.89 cc、0.43 Gy、0.1%、1.72 Gy及0.09%,差异有统计学意义(P值分别为0.004、<0.010、0.006、0.010、0.006、0.004、<0.001、0.010、<0.001、0.005、<0.001、0.026)。结论早期NSCLC SBRT中,传统基于人群边际的3D-CT计划高估PTV并增加危及器官受量;采用呼吸运动管理技术,尤其是前瞻门控更好保护胸部正常组织器官,减少患者放疗不良反应。

基于Trilogy-HD非均整与均整模式脑膜瘤容积调强放疗的剂量学对比

目的对比非均整(flatting-filter-free,FFF)和均整(flatting-filter,FF)射束模式下脑膜瘤容积调强放疗(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)计划的剂量学差异,为FFF模式临床应用提供参考。方法选取首都医科大学附属北京天坛医院已行FF模式VMAT计划治疗的74例脑膜瘤患者作为研究对象,基于Trilogy-HD加速器FF、FFF模式6MV X线另行设计两组VMAT计划;比较其计划靶区(planning target volume,PTV)、危及器官(organs at risk,OARs)、计算体积Body的剂量学差异;比较两组VMAT计划的跳数(monitor unit,MU)和剂量验证γ通过率。结果两组VMAT计划均能满足临床要求;FFF组计划PTV处方剂量覆盖度体积V 95%、近似最小剂量D 98%、平均剂量D MEAN、近似最大剂量D 2%、处方剂量均匀性指数HI、处方剂量适形指数CI均好于FF组计划,其中有D 2%、HI差异有统计学意义。FFF组计划脑干D MAX/D MEAN、左右晶状体D MAX、左右视神经D MAX、视交叉D MAX、垂体D MAX明显更低,差异有显著统计学意义。FFF组计划Body V 30、V 20、V 10、V 5体积范围更小,有显著统计学意义。FFF组计划较FF组计划Mu数均值增加了23Mu,差异有统计学意义,但没有降低治疗效率。两组计划剂量验证通过率均满足临床要求(3%2 mm、10%剂量阈值,γ通过率≥90%),但FFF组计划验证通过率均值较FF组计划低0.81%,差异有显著统计学意义。结论FFF和FF模式脑膜瘤VMAT计划均能满足临床要求;FFF模式VMAT计划能提供更优的靶区剂量,同时能降低危及器官和正常组织受照剂量。

ITER无氧铜TIG焊电弧预热方案焊接可行性分析

装置内部真空线圈系统(internal vacuum coil system,IVCS)的内部线圈超导导体接头由于其工作环境恶劣,故对焊缝质量要求较高,接头性能的好坏将直接影响到内部线圈能否正常运行.由于真空室空间受到限制以及对周边环境的要求,最终铜管焊接接头选择采用钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding,TIG).为了验证电弧预热焊接无氧铜铜管的可行性,采用开放式机头,利用机头本身对无氧铜铜管进行电弧预热,以达到铜管焊接时所需要的温度,通过对无氧铜铜管的焊接接头进行无损检测、宏观和显微检查以及焊缝、热影响区和母材的硬度测量,系统地评估了电弧预热对热影响区的影响.结果表明,热影响区与母材硬度无显著差异,焊缝金属硬度稍高,但显微组织有明显差异,在观测范围内电弧预热对热影响区并无显著影响,证明采用电弧预热的方案是可行的.

容许对称群的有限2-弧传递图

如果图Γ至少有一个2-弧且其自同构群在点集和2-弧集合上是传递的,则称该图为2-弧传递图.设G是基柱为交错群Ac(其中c≥5)的几乎单群,利用陪集图概念构造无平方因子阶的(G,2)-弧传递图.再通过分析自同构群和其点稳定子群的子群链结构,给出了该类图的分类.

钛合金-不锈钢作动部件耐磨性能提升研究

为提升钛合金耐磨性能以满足新一代航空作动系统部件的服役需求,对TC6钛合金试块分别进行无氢渗碳和微弧氧化强化处理,研究钛合金试块–不锈钢试环摩擦副的摩擦磨损性能。结果表明,在载荷及摩擦时间相同的条件下,未经处理的钛合金试块与不锈钢试环发生了严重的黏着摩擦,摩擦系数为0.82,磨损率达到1.34×10^(-4)mm^(3)/(N·m);无氢渗碳处理的钛合金试块与不锈钢试环发生滑动摩擦,摩擦系数约为0.30,磨损率为1.56×10^(-7)mm3/(N·m);微弧氧化处理钛合金试块与不锈钢试环首先发生磨粒摩擦,随后膜层失效发生黏着摩擦,摩擦系数约为0.58,磨损率为5.86×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。综上知,TC6钛合金表面硬度低,耐磨性差,经无氢渗碳处理后形成的强化层耐磨性良好,优于微弧氧化强化层。

CHB直流侧免供电在配电网接地故障电流柔性调控分配中的方法研究

针对传统电力配电网络的接地故障电流控制问题,提出基于两相直挂式设备的配电网接地故障电流柔性调控。这一方法的主要特点包括简化设备结构、免供电、电压电流垂直原则、软并网和充电控制原则。通过Matlab仿真验证了这一方法的可行性,为改善电力系统的稳定性和可靠性提供了新思路。

用接触器和晶闸管组成的混合开关切换三相电容器

对三相无功补偿电容的切换，本文提出用小电流晶闸管和普通接触器组成无弧接触器，用简单的触发电路使接通时无冲击电流，分断时无电弧。

一种基于环切割的约束满足问题求解算法

该文首先给出一种无环约束满足问题的无回溯搜索算法Tree_Search,然后将环切割思想嵌入到目前最流行的MAC3 rm算法中,给出一种新算法CCS.CCS将原回溯搜索过程分为两部分:第1部分通过回溯搜索求解环切割集中变量,将原问题化简成一个满足弧相容的无环问题;第2部分通过无回溯的Tree_Search算法求解化简后的无环问题,改进了MAC3rm算法.证明了MAC3rm算法在环切割集上求得的局部解一定可以扩展为一个全局解,并且如果原问题无解,则MAC3rm算法在环切割集上找不到局部解.实验结果显示,CCS的效率在大多数情况下高于MAC3rm.在求解随机问题相变阶段的测试用例时,CCS的效率最高可以达到MAC3rm的140倍.Benchmark中几组问题的测试结果显示,CCS在整体上效率高于MAC,最高可以达到MAC3rm的100倍以上.