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HL-2A装置上电子回旋共振加热沉积位置影响鱼骨模主动控制效果的实验研究

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物理学报 2023年第21期72卷 95-103页

作者：施培万朱霄龙陈伟余鑫杨曾辰何小雪王正汹核工业西南物理研究院成都610041 大连理工大学物理学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024

近期,在中国环流器2号A(HL-2A)装置上利用电子回旋共振加热(electron cyclotron resonance heating,ECRH)开展了鱼骨模主动控制的实验研究.结果发现,鱼骨模的主动控制效果与射频波功率沉积位置密切相关.在相同的注入功率条件下,ECRH离... 详细信息

近期,在中国环流器2号A(HL-2A)装置上利用电子回旋共振加热(electron cyclotron resonance heating,ECRH)开展了鱼骨模主动控制的实验研究.结果发现,鱼骨模的主动控制效果与射频波功率沉积位置密切相关.在相同的注入功率条件下,ECRH离轴加热的效果比在轴的效果更好,甚至可以实现对鱼骨模的完全抑制.分析表明,大功率离轴射频波通过提升电子温度进而使得等离子体压强梯度和等离子体电流密度变化,随后导致安全因子改变并使得最小安全因子q_(min)>1.M3D-K程序模拟表明,鱼骨模的增长率随着q_(min)增大而减小,这意味着ECRH通过提高安全因子导致q=1有理面的缺失并使得鱼骨模被完全抑制.

关键词：电子回旋共振加热沉积位置鱼骨模主动控制

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核电小口径换热管与管板的焊接技术

电站辅机 2015年第2期36卷 23-25,43页

作者：吴峥杨曾辰上海电气电站设备有限公司上海电站辅机厂上海200090

核电系统中有很多核级热交换器,热交换器管子管板的焊接质量,关系到核电机组的安全运行。分析了换热器管子管板的结构特点,利用光感定位的方法,采用小口径管子管板专用的焊接设备,解决了焊接工艺中的难点,利用小口径管子管板的填丝自动... 详细信息

核电系统中有很多核级热交换器,热交换器管子管板的焊接质量,关系到核电机组的安全运行。分析了换热器管子管板的结构特点,利用光感定位的方法,采用小口径管子管板专用的焊接设备,解决了焊接工艺中的难点,利用小口径管子管板的填丝自动焊技术,提高了管子管板接头的焊接质量,同时,还降低了焊工的劳动强度。

关键词：核电热交换器焊接工艺管子管板填丝自动焊

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HL-2M装置固态亚毫米波干涉系统研制

核聚变与等离子体物理 2021年第S2期41卷 533-537页

作者：邓维楚石中兵施培万杨曾辰核工业西南物理研究院成都610041

发展了一套固态亚毫米波外差干涉系统和一种基于全相位快速傅里叶变换(apFFT)的相位处理方法用于测量HL-2M初始等离子体电子密度。该系统采用平面型二极管倍频技术对低频的锁相微波源进行高次倍频以产生功率大于0.1MW、频率306.9GHz的... 详细信息

发展了一套固态亚毫米波外差干涉系统和一种基于全相位快速傅里叶变换(apFFT)的相位处理方法用于测量HL-2M初始等离子体电子密度。该系统采用平面型二极管倍频技术对低频的锁相微波源进行高次倍频以产生功率大于0.1MW、频率306.9GHz的探测波。基于apFFT的相位处理数值算法可以从原始信号中提取相位信息,缓解由可能的高水平密度扰动导致的相位跳变。系统的固有时间分辨率为5μs,电子密度测量范围在10^(16)~10^(20)m^(-3)。在HL-2M装置首次实验期间,该系统被安装在中平面上,利用装置内壁反射实现干涉测量,成功测量了线平均电子密度。

关键词： HL-2M装置固态亚毫米波干涉仪全相位快速傅里叶转换

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HL-2A装置上多道多普勒反射系统研制

HL-2A装置上多道多普勒反射系统研制

HL-2A装置上多道微波多普勒反射系统研制

第十八届全国等离子体科学技术会议

作者：石中兵钟武律杨曾辰闻杰核工业西南物理研究院

本文介绍了在HL-2A装置上研制的一套16道定频微波多普勒反射系统。该系统采用一种基于微波带通滤波反馈锁相环产生微波信号(FFLMS)的新技术,能同时合路输出多个功率高、频率稳定、相噪低的微波频率阵列信号。相较于现有的变频调制频率... 详细信息

本文介绍了在HL-2A装置上研制的一套16道定频微波多普勒反射系统。该系统采用一种基于微波带通滤波反馈锁相环产生微波信号(FFLMS)的新技术,能同时合路输出多个功率高、频率稳定、相噪低的微波频率阵列信号。相较于现有的变频调制频率阵列和梳状频率阵列产技术,这种技术在输出功率平坦度和相位噪声等方面具有明显的优点,有助于提高测量精度。16道微波多普勒反射系统由基于FFLMS技术的一个四乘四频率阵列的发射机和正交相位解调的接收机组成,它的工作频率以1GHz间隔分布于17-24GHz和31-38GHz,主要用于等离子体边缘和约束区的极向旋转和湍流分布测量,湍流波数范围为k⊥ρ–2,k⊥–9 cm-1。系统采用单基天线系统以约20度倾角向等离子体斜角发射和接收,利用射线跟踪方法模拟微波在等离子体中传播的波轨迹,计算垂直波数空间分布,通过复数傅立叶变换获得多普勒频移和多普勒极向旋转速度,研究了在弹丸注入和超声分子束注入期间,等离子体极向旋转速度和湍流分布的变化。

关键词：微波诊断多普勒反射等离子体旋转湍流

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HL-2A装置上多道微波多普勒反射系统研制

HL-2A装置上的快扫Q波段微波反射系统研制

中国核学会2019年学术年会

作者：石中兵钟武律杨曾辰闻杰刘泽田核工业西南物理研究院

多普勒反射计是磁约束聚变研究用于测量等离子体极向旋转和湍流分布的重要诊断手段,传统上采用单道扫频方式测量径向分布,多通道同时测量是近年来的重点发展方向。本文介绍了为HL-2A装置研制的多道多普勒反射系统,该系统采用了锁相波源... 详细信息

多普勒反射计是磁约束聚变研究用于测量等离子体极向旋转和湍流分布的重要诊断手段,传统上采用单道扫频方式测量径向分布,多通道同时测量是近年来的重点发展方向。本文介绍了为HL-2A装置研制的多道多普勒反射系统,该系统采用了锁相波源技术和微波直接解调技术,系统能产生多个不同频率的微波信号,用于测量不同空间位置的等离子体旋转和湍流分布。为了测量到高参数H模放电条件下等离子体芯部的湍流和旋转分布,系统的工作频率以2 GHz频率间隔分布在34～48 GHz,系统采用类似于单基天线系统的模式以20°倾角向等离子体斜角发射和接收,可测湍流波数范围为k=2～7 cm,空间分辨达到1 cm,时间分辨达到1μs。台测试和标定表明系统达到了设计要求,在HL-2A装置实验中观察到等离子体内部旋转速度和湍流的变化,分析了在普通送气下边界极向流和湍流的变化机制。

关键词：等离子体旋转湍流多普勒反射

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核聚变与等离子体物理 2016年第4期36卷 289-296页

作者：张博宇石中兵钟武律杨曾辰施培万蒋敏刘泽田丁玄同杨青巍核工业西南物理研究院成都610041 西华大学成都610039

介绍了在HL-2A装置上发展的一套快速扫频的Q波段外差微波反射系统，用于高时空分辨测量等离子体边缘到约束区的电子密度分布。该系统采用外差式连续波扫频调制技术（VCO），由外部任意波电压控制，工作频率为33～50GHz，全波段扫频周期... 详细信息

介绍了在HL-2A装置上发展的一套快速扫频的Q波段外差微波反射系统，用于高时空分辨测量等离子体边缘到约束区的电子密度分布。该系统采用外差式连续波扫频调制技术（VCO），由外部任意波电压控制，工作频率为33～50GHz，全波段扫频周期达到6μs。在台面标定中发展了 VCO 源的动态标定技术，并解决了微波源及器件的非线性响应、波导的色散特性等因素造成差频频率动态范围过大的问题，使反射面固定时系统输出的差频为定频信号，有利于降低噪声干扰和数据处理。同时发展了直接相位处理技术，实现快速的电子密度分布反演。实验中用该微波反射系统测得了L模、H模等不同等离子体放电条件下的电子密度分布，观测ELM爆发前后台基区的形成与垮塌过程。

关键词：微波反射连续波频率调制等离子体托卡马克

HL-2A等离子体垂直振荡缓解边缘局域模实验观测

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核聚变与等离子体物理 2019年第2期39卷 97-103页

作者：吴娜陈少永唐昌建宋显明杨曾辰余德良许健强 HL-2A团队四川大学物理科学与技术学院成都610064 四川大学高能量密度物理及技术教育部重点实验室成都610064 核工业西南物理研究院成都610041

在HL-2A装置实验中,通过对水平场加入方波扰动,实现了等离子体垂直运动。当等离子体向上垂直运动时,观察到了边缘局域模(ELM)缓解现象。研究发现,等离子体向上运动过程中边缘不断形成新的闭合磁面,导致等离子体体积膨胀,进而使台基宽度... 详细信息

在HL-2A装置实验中,通过对水平场加入方波扰动,实现了等离子体垂直运动。当等离子体向上垂直运动时,观察到了边缘局域模(ELM)缓解现象。研究发现,等离子体向上运动过程中边缘不断形成新的闭合磁面,导致等离子体体积膨胀,进而使台基宽度增加。此外,ELM缓解期间杂质和工作气体再循环有所增加。等离子体向上运动过程中体积膨胀、工作气体再循环及杂质增加可能是导致ELM缓解的主要物理因素。该实验可为未来聚变实验装置ELM的控制提供一些参考。

关键词：边缘局域模缓解垂直振荡 HL-2A装置

HL-2A装置高β_(N)双输运垒实验的集成分析

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物理学报 2024年第6期73卷 250-257页

作者：李正吉陈伟孙爱萍于利明王卓陈佳乐许健强李继全石中兵蒋敏李永高何小雪杨曾辰李鉴核工业西南物理研究院成都610041 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 61287部队成都610000

HL-2A托卡马克装置在中性束加热条件下获得了稳定的归一化环向比压(β_(N))大于2.5的等离子体,并且实现了瞬态β_(N)=3.05、归一化密度(n_(e,1)/n_(e,G))~0.6、储能(WE)~46 kJ和高约束因子(H_(98))~1.65的高约束性能.本文使用集成模拟平... 详细信息

HL-2A托卡马克装置在中性束加热条件下获得了稳定的归一化环向比压(β_(N))大于2.5的等离子体,并且实现了瞬态β_(N)=3.05、归一化密度(n_(e,1)/n_(e,G))~0.6、储能(WE)~46 kJ和高约束因子(H_(98))~1.65的高约束性能.本文使用集成模拟平台OMFIT对β_(N)=2.83和β_(N)=3.05时刻的等离子体进行了集成模拟,计算得到的WE,n_(e,1)/n_(e,G),H_(98)和β_(N)等与实验参数基本一致,并通过计算发现两种情况下自举电流份额(fBS)分别约达到45%和46%.此外,还进一步分析了HL-2A装置形成离子温度内部输运垒(ITB)的原因:快离子和E×B剪切流使得芯部湍流输运被抑制,改善了约束,从而形成了离子温度ITB.离子温度的ITB与H模边缘输运垒相互协同形成了高β_(N)的等离子体.

关键词： HL-2A 高β_(N) OMFIT集成模拟快离子内部运垒

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HL-2M装置扫频ECE测量系统研制

核聚变与等离子体物理 2021年第S2期41卷 538-543页

作者：方凯锐杨曾辰石中兵余鑫佟瑞海蒋敏 HL-2M研制团队核工业西南物理研究院成都610041 大连理工大学大连116024

为了测量HL-2M装置中的电子温度剖面分布,研制了一套扫频电子回旋辐射(SECE)系统。该系统能够测量装置中心纵场大小在1.4~2.2T时的等离子体电子温度。采用扫频外差接收的方式,径向空间分辨达到2.5cm,时间分辨达到1ms。接收机前端的准光... 详细信息

为了测量HL-2M装置中的电子温度剖面分布,研制了一套扫频电子回旋辐射(SECE)系统。该系统能够测量装置中心纵场大小在1.4~2.2T时的等离子体电子温度。采用扫频外差接收的方式,径向空间分辨达到2.5cm,时间分辨达到1ms。接收机前端的准光学系统采用两级金属反射镜的配置,系统能够接收的最小极向光斑的直径为1.5cm(波数kθ<4.2rad·cm^(-1))。系统的频带范围覆盖33~110GHz,采用VCO作为本振源,双边带混频输出中频信号。后端首次采用高性能对数检波器解调中频,能直接对-70d Bm的微弱信号进行检测,输入-输出工作区间的动态范围达到45dB以上。在实验期间,成功测量到了等离子体中电子逃逸以及回旋辐射产生的信号。

关键词：电子回旋辐射外差式辐射计扫频对数检波器电子温度测量