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EAST托卡马克激光吹气杂质注入系统控制系统设计及测试
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作者 范玉 赵宇红 +10 位作者 张洪明 吕波 林子超 沈永才 尹相辉 王福地 符佳 计华健 曾超 毛立宇 孙波 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期55-64,共10页
开展托卡马克等离子体中杂质输运与杂质控制研究对于提升等离子体约束性能与保障装置安全有重要意义。为了在EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)托卡马克装置上开展杂质输运研究,需要发展一套用于注入示踪杂质粒子的... 开展托卡马克等离子体中杂质输运与杂质控制研究对于提升等离子体约束性能与保障装置安全有重要意义。为了在EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)托卡马克装置上开展杂质输运研究,需要发展一套用于注入示踪杂质粒子的激光吹气(Laser Blow-off,LBO)微量杂质注入系统。本文描述了一种用于EAST托卡马克装置上LBO系统的控制系统设计过程与测试结果。该系统采用了全新的自动控制流程,使得系统可以重复、定量地向EAST等离子体注入不同元素的示踪杂质粒子。该设计通过STM32单片机系统实现对聚焦透镜位移、激光器被触发时刻的准确控制,且激光光斑直径可调,以改变杂质注入量。测试结果显示,系统能快速检测到外触发信号并实现精确定时,激光光斑聚焦位置误差小于0.40 mm,达到激光吹气杂质注入实验要求。本研究对在EAST装置上开展等离子体杂质输运研究具有重要意义。 展开更多
关键词 激光吹气杂质注入系统 杂质输运 STM32 控制系统
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HL-2A装置激光吹气系统研制 被引量:3
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作者 张鹏 黄渊 +4 位作者 孙平 傅炳忠 卢杰 崔正英 丁玄同 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期177-181,共5页
HL-2A装置激光吹气系统采用了全新自动控制的设计方法,实现了杂质注入量、靶片位移以及激光器被触发的时刻的精确自动控制。运行结果表明,该系统能把杂质的注入量控制在适当的水平,既不对等离子体约束产生影响,又便于光谱测量和杂质粒... HL-2A装置激光吹气系统采用了全新自动控制的设计方法,实现了杂质注入量、靶片位移以及激光器被触发的时刻的精确自动控制。运行结果表明,该系统能把杂质的注入量控制在适当的水平,既不对等离子体约束产生影响,又便于光谱测量和杂质粒子输运研究。给出了激光吹气系统的设计,以及初步的实验结果。 展开更多
关键词 激光 托卡马克 杂质
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HL-2A装置孔栏位形下激光吹气注入杂质的初步实验结果
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作者 崔正英 黄渊 +9 位作者 孙平 郑永真 施佩兰 卢杰 傅炳忠 潘宇东 董云波 邓玮 张鹏 杨青巍 《核工业西南物理研究院年报》 2005年第1期3-5,共3页
在聚变堆条件下,等离子体中杂质将严重影响燃料的浓度,并产生大量的功率损失而倍受关注。普遍用于托卡马克等离子体杂质输运研究的方法是瞬态扰动法,主要以主动注入杂质源来研究杂质的扩散和对流过程。短脉冲型的杂质注入一般可采用... 在聚变堆条件下,等离子体中杂质将严重影响燃料的浓度,并产生大量的功率损失而倍受关注。普遍用于托卡马克等离子体杂质输运研究的方法是瞬态扰动法,主要以主动注入杂质源来研究杂质的扩散和对流过程。短脉冲型的杂质注入一般可采用快过程的压电阀和激光吹气两种方式,而激光吹气方法是一种不容置疑的最好的杂质输运研究方法,因为杂质的注入时间和注入量都可以得到很好的控制,几乎能研究任何状态的等离子体杂质输运过程并对等离子体参数的扰动最小。杂质输运信息可通过探测杂质离子的辐射来得到,这些辐射主要包括由光谱仪测量的线辐射信号和由软X射线成像技术得到的软X射线辐射信号,通过这些测量可带出杂质分布的空间和时间演化的信息,再利用数值模拟计算编码,重建实验数据,从而得到杂质输运的扩散系数D、对流速度V和约束时间等。 展开更多
关键词 激光 杂质注入 输运
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用激光吹气注入高Z杂质使HL-1M装置放电有效地安全终止的研究
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作者 郑永真 冯兴亚 +3 位作者 郑银甲 郭干城 徐德明 邓中朝 《核工业西南物理研究院年报》 2003年第1期59-61,共3页
现在国际上大装置纷纷发现破裂放电而导致电流突然中止造成装置遭受重大的危害,因为能量熄灭阶段存在强烈的热通量,而且在电流熄灭阶段中产生强烈的逃逸电子,使得第一壁材料可运行的时间大大缩减;同时在真空器壁上产生很强的电磁力... 现在国际上大装置纷纷发现破裂放电而导致电流突然中止造成装置遭受重大的危害,因为能量熄灭阶段存在强烈的热通量,而且在电流熄灭阶段中产生强烈的逃逸电子,使得第一壁材料可运行的时间大大缩减;同时在真空器壁上产生很强的电磁力。所以,必须在大装置上建立一种避免和软化能量衰竭与电流衰竭,并且控制预计的放电破裂或突然终止放电的措施。 展开更多
关键词 高Z杂质 HL-1M 激光 等离子体 破裂放电 安全终止 磁场控制
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激光吹气技术在HL-1M等离子体中的应用 被引量:4
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作者 冯兴亚 汪占河 +4 位作者 陈建 王恩耀 钟云泽 董贾福 郑银甲 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1998年第A07期56-61,共6页
本文叙述了在HL-1M中用激光吹气技术进行的金属杂质实验及杂质输运特性的研究。给出了真空紫外光谱(VUV)、可见光谱线辐射亮度和软X射线辐射强度随时间的演变。用杂质输运代码和实验数据进行了数值模拟,通过模拟曲线和测试... 本文叙述了在HL-1M中用激光吹气技术进行的金属杂质实验及杂质输运特性的研究。给出了真空紫外光谱(VUV)、可见光谱线辐射亮度和软X射线辐射强度随时间的演变。用杂质输运代码和实验数据进行了数值模拟,通过模拟曲线和测试波形的拟合,给出了等离子体杂质扩散系数D(r)和向内的对流速度V(r),用光谱辐射强度特征衰减时间得到了杂质约束时间τimp。 展开更多
关键词 等离子体 激光 托卡马克 杂质输运
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用激光吹气注入高Z杂质使HL-1M托卡马克放电安全终止的研究 被引量:2
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作者 郑永真 冯兴亚 +3 位作者 郑银甲 郭干城 徐德明 邓中朝 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期2809-2813,共5页
采用高Z杂质注入HL1M等离子体中,触发等离子体电流衰竭的实验已经施行.用激光吹气注入高Z杂质能够增加辐射冷却,等离子体在-3ms时间内迅速冷却而且在电流终止之前电子温度损失约80%.实验证明它是一种使得大型聚变实验装置上在放电破裂... 采用高Z杂质注入HL1M等离子体中,触发等离子体电流衰竭的实验已经施行.用激光吹气注入高Z杂质能够增加辐射冷却,等离子体在-3ms时间内迅速冷却而且在电流终止之前电子温度损失约80%.实验证明它是一种使得大型聚变实验装置上在放电破裂之前显著减少等离子体中热能而且安全终止放电的简单、快速和有效的途径. 展开更多
关键词 高Z杂质 HL-1M托卡马克 等离子体 激光 电流衰竭
原文传递
HL-lM装置杂质粒子输运与约束特性 被引量:1
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作者 王全明 李可华 +1 位作者 冯兴亚 王恩耀 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期13-16,共4页
在HL lM装置上利用激光吹气技术 ,在等离子体边缘瞬态注入少量Al杂质粒子 ,通过对真空紫外光谱和软X射线区的杂质辐射测量 ,分别研究了欧姆等离子体和低杂波电流驱动等离子体两种情况下 ,Al杂质粒子输运与约束特性。结果表明 :在欧姆等... 在HL lM装置上利用激光吹气技术 ,在等离子体边缘瞬态注入少量Al杂质粒子 ,通过对真空紫外光谱和软X射线区的杂质辐射测量 ,分别研究了欧姆等离子体和低杂波电流驱动等离子体两种情况下 ,Al杂质粒子输运与约束特性。结果表明 :在欧姆等离子体和低杂波电流驱动等离子体两种情况下 ,等离子体中心区 ,在没有MHD锯齿震荡和有MHD锯齿震荡非锯齿破裂期间 ,杂质粒子输运基本上受新经典规律支配 ;在有MHD锯齿震荡锯齿破裂期间 ,杂质粒子输运受MHD不稳定性支配 ,但其时间很短 (通常小于 30 0 μs) ,所以在这种情况下 ,杂质粒子输运的平均效应比新经典值稍大。而约束区杂质粒子输运则比新经典的值大很多 ,是反常的。在一定条件下低混杂波电流驱动可以改善等离子体粒子约束。 展开更多
关键词 杂质VUV辐射 激光 HL-1M装置 等离子体 托卡马克装置 杂质 粒子输运 约束特性
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在JET中杂质输运的测量
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作者 Pasini,D 时达 《国外核聚变与等离子体应用》 1993年第1期30-34,29,共6页
关键词 杂质 输运 激光技术 JET装置
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托卡马克等离子体破裂的缓解和预报研究
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作者 郑永真 邱银 +2 位作者 张鹏 杨青魏 黄渊 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期104-110,共7页
HL-2A和HL-1M装置采用了激光吹气注入高Z杂质来缓减大破裂中的等离子体电流衰竭,并给出了初步实验结果。在HL-2A装置上建立了利用MHD扰动的参量预报放电破裂先兆的报警系统,研制了MHD实时检测与处理系统,实现了放电破裂先兆的预报、快... HL-2A和HL-1M装置采用了激光吹气注入高Z杂质来缓减大破裂中的等离子体电流衰竭,并给出了初步实验结果。在HL-2A装置上建立了利用MHD扰动的参量预报放电破裂先兆的报警系统,研制了MHD实时检测与处理系统,实现了放电破裂先兆的预报、快速触发激光吹气、形成阻性高辐射等离子体、消耗热能和磁能,缓减大破裂。实验证明,这是一种使得大型聚变实验装置在放电破裂之前显著减少等离子体中热能和磁能,而且能安全终止放电的简单、快速和有效的途径。 展开更多
关键词 高Z杂质 破裂 等离子体终止 激光
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Potential Safe Termination by Laser Ablation of High Z Impurity in the HL-1M Tokamak
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作者 ZHENGYongzhen FENGXingya ZHENGYinjja GUOGancheng XUDeming DENGZhongchao 《Southwestern Institute of Physics Annual Report》 2003年第1期79-83,共5页
In the contemporary large tokamak, the disruptive termination of a discharge will reduce the lifetime of the first wall materials with the intense heat flux at the energy quench and the intense runaway electrons durin... In the contemporary large tokamak, the disruptive termination of a discharge will reduce the lifetime of the first wall materials with the intense heat flux at the energy quench and the intense runaway electrons duringthe current quench, and generate high electron magnetic forces on vacuum vessel components with intense eddy current at the current quench. Thus, avoidance and softening of the energy quench and the current quench and controlling an expected disruption or emergency shutdown must be established in the present tokamak machines. 展开更多
关键词 高Z杂质 HL-1M 激光 等离子体 破裂放电 安全终止 磁场控制
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