EAST超导托卡马克中HALO电流的模拟分析

基于EAST超导托卡马克实验装置,给出了HALO电流计算方法和计算过程,并通过自由能方法模拟得出了等离子体电流、HALO电流在等离子体破裂过程中随时间的演化过程。

EAST ICRF天线电流带电磁分析

为了实现EAST托卡马克1000s以上的稳态先进模式运行的最终物理目标,两电流带双环共振(RDL)离子回旋共振(ICRF)天线被选择用来加热,电流带是ICRF天线关键部件,它通过近场区的耦合把能量传输到等离子体中。本文通过有限元方法对电流带在等离子体破裂和等离子体垂直位移事件两种工况下进行了电磁计算,给出了电流带感应电流密度大小分布情况、磁感应强度大小分布情况以及电流带所受的电磁力。利用电流带所受的电磁力作为载荷对电流带进行了结构分析,分析结果为验证电流带结构的可行性提供理论依据,分析方法对未来更高功率的ICRF天线电流带进行电磁分析具有一定的借鉴价值。

HALO电流作用下的EAST真空室载荷分析

在弄清产生HALO电流的物理机制的基础上,分析了EAST超导托卡马克装置的最大HALO电流及其引起的最大电磁载荷,并采用数值模拟方法,对真空室结构在HALO电流作用下的受力情况进行了分析。

EAST等离子体破裂的数值模拟

利用TSC程序非刚性、可变形等离子体模型的特点,对EAST装置等离子体由于发生垂直位移事件而产生破裂的过程进行了模拟,计算了halo电流和真空室应力在破裂过程中的变化情况,对不同初始条件的破裂情况进行了比较,并模拟了利用杀手弹丸注入快速熄灭等离子体的过程。

真空相移对束晕-混沌控制影响的一些研究

运用PIC多粒子模拟程序及延迟反馈控制器,通过数值模拟,研究了K-V分布束束晕-混沌控制中真空相移对束晕-混沌的影响,得到了控制效果最好的真空相移的范围,为强流加速器工程实现提供了有用的参考.

强流质子直线加速器中束晕现象研究

从束流包络方程与单粒子运动方程联立模型出发，考虑了纵向能量方程的耦合，研究了强流质子直线加速器中的束晕现象。采用相交间的Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面方法和实空间Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面方法，研究了周期聚焦系统失配的情况下束晕的形成以及加速对束晕形成的影响。

加速器束晕控制中填充因子对束半径的影响

运用PIC多粒子模拟程序,采用延迟反馈控制器,通过数值模拟,研究了K-V分布束束晕-混沌控制中填充因子对离子束最大半径的影响.通过绘制最大半径随填充因子变化的曲线图,分析曲线图的特点,得到了对最大半径控制效果最好的区域,同时验证了呼吸模型的正确性.

EAST偏滤器热沉冷却水新过渡接头设计

对EAST偏滤器热沉冷却水过渡接头在等离子体破裂时受到的主要电磁载荷进行了分析计算,提出了新的过渡接头结构。通过新结构在极端载荷下的有限元分析以及开展的焊接预研和测试,对接头结构及制作方案进行了优化,最终完成了偏滤器热沉冷却水过渡接头的设计,并成功运用于EAST偏滤器热沉的改造中。

以匹配半径外离子数为控制变量的束晕控制

实现了以强流加速器中离子束流匹配半径外的离子数为控制变量的束晕—混沌控制,并定性地讨论了新的控制变量与已往的控制变量相比所具有的优点.通过研究,提出了一个正弦函数形式的控制器.可以看出,该控制器对离子信息的探测量较少,与以往的控制器相比,更方便于应用.

周期聚焦磁场中束晕-混沌的实Morlet小波函数控制(英文)

基于束晕-混沌的非线性控制策略,对周期性聚焦磁场中初始分布满足K-V分布的粒子束进行模拟研究,提出了控制其束晕-混沌的实Morlet小波函数控制器,并给出具体的实施方案。数值模拟研究表明,在适当的参数条件下,运用这种方法不仅可以消除束晕及其再生现象,达到对束晕-混沌的有效控制,而且可以控制束流到均匀分布。

强流离子直线加速器中球形混沌与束晕的形成

强流离子直线加速器因其可作为次临界装置的驱动器，近来在放射性洁净核能系统等方面的应用中出现了一些新的动向，引起人们极大的关注。同时，这些新的应用对加速器低束损也提出了苛刻的要求，使得对粒子损失的主要来源之一的束晕问题的研究成为当前加速器物理研究中的热点。本文采用束核－试验粒子模型，通过在哈密顿动力学系统中同时求解ＫＶ包络方程和Ｈｉｌ方程，单向自洽地研究了空间电荷控制的束流的传输问题。借助Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射技术和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数，对粒子在相空间的运动进行了数值分析。结果表明，失配的包络振荡是引起粒子哈密顿参量共振的前提，而共振条件则只决定于有效空间电荷参数。参量共振的发展导致束核附近的粒子运动出现混沌。随着球形混沌的演化，使更多位于ＫＶ包络附近的粒子成为束晕粒子。结果同时显示，束晕具有再生性。

强流加速器束晕控制中填充因子对束粒子密度的影响

运用PIC多粒子模拟程序,采用延迟反馈控制法,研究了离子束在运行过程中粒子分布情况.通过分析比较,得到了对束晕进行有效控制后的粒子分布规律,为强流加速器的应用提供了有用的参考.

强流离子束物理问题及其束晕-混沌的控制方法

强流离子束在国防和国民经济领域中有着极其重要的广泛的应用和发展前景.特别是强流加速器驱动的放射性洁净核能系统,比常规核电更安全、更干净、更便宜,成为20世纪90年代以来国内外该领域的研究热点.但是,处理强流束产生的复杂时空束晕-混沌现象已经成为强流离子束应用中的关键技术之一,需要有效地控制束晕才能确保强流离子束的许多重要应用.在此对强流离子束的主要用途、物理技术问题、宏观粒子模拟的基本方法,尤其是束晕-混沌的控制方法的研究进展,进行简要评述,并指出今后的研究方向.

强流束晕-混沌的外部磁场滑模变结构控制

研究了周期性聚焦磁场通道中,束晕-混沌的外部磁场滑模变结构控制方法。通过选择适当的滑模函数,根据李雅普洛夫稳定性条件,推导出外部磁场的滑模变结构控制器。模拟结果表明,在控制条件下,混沌变化的束包络半径能被控制到匹配半径。将该方法应用在多粒子模型中,实施每隔一个磁场周期就调节一次磁场幅度的控制策略,可实现对初始分布为K-V分布离子束的束晕-混沌的有效控制,束平均发射度降低了80%左右,束晕强度因子变为0,束流质量得到了很好的改善,消除了束晕及其再生现象。由于外部磁场是可测和可调的物理量,控制器简单且利于实现,研究结果可为强流离子加速器中周期性聚焦磁场的设计与试验提供参考。

强流束传输中束晕的形成

放射性洁净核能系统的强流加速器中，绕束核外围的束晕最容易损失在机器壁上，产生超标的放射性。弄清束晕形成的机制，寻找尽量降低束损的加速器设计方法，对于建造这样的强流加速器至关重要。文章从束晕理论模型和方法等方面进行了综合论述，并在其中给出一些初步研究结果。最后，讨论了束晕研究中尚待解决的课题。

慢传导带传导阻滞作为心房扑动消融终点的意义（附Halo导管应用一例报告）

应用Ｈａｌｏ导管标测技术，结合冠状静脉窦与希氏束电图识别心房扑动折返环的慢传导带，在下腔静脉口到三尖瓣环峡部作射频线性消融，并以慢传导带出现双向阻滞作为心房扑动消融成功的标志，治疗了１例Ｉ型心房扑动患者。随访１个月心动过速未发。由于Ｈａｌｏ导管能在右房内全面记录右房激动顺序，便于了解峡部的传导情况，在心房扑动消融中有助于明确其诱发与终止的机制，并为慢传导带传导阻滞作为成功消融终点提供了可靠的手段。

一个适用于短沟HALO结构MOS器件的直接隧穿栅电流模型

对沟道长度从10μm到0.13μm,栅氧化层厚度为2.5nm的HALO结构nMOS器件的直接隧穿栅电流进行了研究,得到了一个适用于短沟道HALO结构MOS器件的直接隧穿栅电流模型.随着沟道尺寸的缩短,源/漏扩展区占据沟道的比例越来越大,源漏扩展区的影响不再可以忽略不计.文中考虑了源/漏扩展区对直接隧穿栅电流的影响,给出了适用于不同HALO掺杂剂量的超薄栅（2～4nm）短沟（0.13～0.25μm）nMOS器件的半经验直接隧穿栅电流模拟表达式.

强流离子束中单离子运动规律的模拟研究

运用多粒子模拟程序(P IC),对初始分布为K-V分布的离子束中的单离子在束晕控制前后进行模拟跟踪,结果发现,单个离子的运动虽然复杂,但大体可以分成两种类型.其中一类与束晕的形成关系密切.采用非线性反馈控制法,可以将这类离子的运动限制在核区内,因而使束晕得到有效控制.

负指数函数控制器实现束晕-混沌的有效控制

根据控制束晕-混沌的非线性策略,提出一种负指数函数控制器,并运用该控制器和多粒子(PIC)模拟程序研究初始分布为Kapchinsky-vladimirsky(K-V)分布的强流离子束在加速器通道中的传输过程。结果表明,使用该控制器能够消除束晕-混沌及其再生现象,达到对束晕-混沌的有效控制,而且将真空相移的取值范围从90°拓宽到161°。

强流加速器中束晕-混沌的自适应控制

提出了一种新的控制方法-自适应控制方法实现了对束晕-混沌较好的控制,PIC多粒子模拟程序数值结果表明该控制器具有控制速度快、控制效果好、无须对增益因子进行准确计算等优点,从而具有较好的应用前景.