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HL-3装置上离子回旋波加热对中子产额的影响

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核技术 2024年第5期47卷 1-13页

作者：杨冠铭郝广周卢凌峰董冠岐郝保龙王硕核工业西南物理研究院成都610041

离子回旋射频(Ion Cyclotron Range of Frequencies,ICRF)波加热是托卡马克装置上至关重要的辅助加热方式之一。托卡马克装置中国环流三号(HL-3,原名HL-2M)拟安装加热功率为6 MW的ICRF加热系统。本工作利用TRANSP程序,模拟并研究了ICRF... 详细信息

离子回旋射频(Ion Cyclotron Range of Frequencies,ICRF)波加热是托卡马克装置上至关重要的辅助加热方式之一。托卡马克装置中国环流三号(HL-3,原名HL-2M)拟安装加热功率为6 MW的ICRF加热系统。本工作利用TRANSP程序,模拟并研究了ICRF加热的频率和功率对聚变中子产额以及快离子分布的影响。研究结果表明:ICRF的频率和功率对中子产额有显著影响,固定ICRF频率时,中子产额与加热功率成正比关系,而在固定ICRF加热功率的情况下,中子产额的增加幅度显著依赖ICRF的频率,在研究参数范围内,30 MHz的ICRF对中子产额的增加具有最显著的增强作用。快离子分布的模拟结果显示,在考虑ICRF加热后,中性束和ICRF的协同加热机制能够将快离子加热至最高1 MeV,有效地提高了中子产额。此外,基于中子相机诊断的概念对中子信号进行了仿真。结果表明,中子相机能够有效地测量到由ICRF加热导致的中子产额高低和分布剖面的变化,这为将来优化中子相机诊断系统设计和测量中子空间分布提供了一定的参考。

关键词：离子回旋波聚变中子快离子 HL-3装置

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磁约束核聚变能研究进展、挑战与展望

科学通报 2024年第3期69卷 346-355页

作者：刘永李强陈伟核工业西南物理研究院成都610225

当前,能源安全、环境和气候变化等问题成为21世纪面临的最严峻挑战.核聚变能具有资源丰富、环境友好、固有安全等突出优势,是目前认识到的解决人类社会能源与环境问题的根本途径之一[1,2].因此,像核聚变能这样的新能源的研发一直为公众... 详细信息

当前,能源安全、环境和气候变化等问题成为21世纪面临的最严峻挑战.核聚变能具有资源丰富、环境友好、固有安全等突出优势,是目前认识到的解决人类社会能源与环境问题的根本途径之一[1,2].因此,像核聚变能这样的新能源的研发一直为公众和行业所关注.特别是,美国国家点火装置(National Ignition Facility,NIF)在2022年12月的实验中实现了能量增益达到1.53倍.

关键词：国家点火装置核聚变能能源安全能源与环境固有安全能量增益新能源气候变化

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HL-3装置二号中性束注入束线量热靶研制

核技术 2024年第5期47卷 109-115页

作者：周博文唐珮钦万银祥余珮炫罗怀宇魏会领耿少飞核工业西南物理研究院成都610041

在托克马克装置的中性束注入器中,量热靶是非常重要的水冷部件之一,承担着接收和测量束功率的任务。除此之外,利用内置热电偶阵列的方式,可以实时监测靶板不同位置的温升情况,进而获得引出离子束或中性束的功率密度分布。在HL-3装置二... 详细信息

在托克马克装置的中性束注入器中,量热靶是非常重要的水冷部件之一,承担着接收和测量束功率的任务。除此之外,利用内置热电偶阵列的方式,可以实时监测靶板不同位置的温升情况,进而获得引出离子束或中性束的功率密度分布。在HL-3装置二号中性束注入束线上,为量热靶设计了一种利用直线推杆机构实现升降,并采用“W”字型靶板结构实现中性束能量的吸收。此外,利用Ansys Workbench的流体计算模块对量热靶在满功率运行状态下的温度分布做了模拟计算,结果显示:量热靶的设计满足二号中性束注入束线的120 kV/40 A/5 s满功率运行的使用要求。可为量热靶进一步的工程设计提供设计参考。

关键词：中性束注入器量热靶有限元计算

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HL-3装置ECRH天线系统研制

核技术 2024年第5期47卷 159-166页

作者：郑万欣叶际若陈罡宇黄梅核工业西南物理研究院成都610041

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... 详细信息

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。

关键词： HL-3装置天线电子回旋共振加热

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HL-3装置7 MW中性束传输效率研究

核技术 2024年第5期47卷 102-108页

作者：杨宪福魏会领万银祥周博文余珮炫罗怀宇周红霞唐珮钦耿少飞核工业西南物理研究院成都610225

中性束注入加热是磁约束聚变实验中非常有效的辅助加热方法,已建成的5 MW中性束在中国环流三号(HL-3)托卡马克1 MA等离子体电流高约束模式放电中起到了重要的作用。为了实现HL-3装置2.5 MA的H模放电,计划建造3条中性束注入加热系统,总... 详细信息

中性束注入加热是磁约束聚变实验中非常有效的辅助加热方法,已建成的5 MW中性束在中国环流三号(HL-3)托卡马克1 MA等离子体电流高约束模式放电中起到了重要的作用。为了实现HL-3装置2.5 MA的H模放电,计划建造3条中性束注入加热系统,总加热功率达到20 MW。为HL-3设计了7 MW中性束注入器,从中性化效率和束功率沉积两方面研究束传输效率。基于蒙特卡罗方法分析了两种束流参数下中性化器性能,给出了最佳中性化效率所需的气体靶厚,并以功率沉积的方法分析了两种束流的传输性能。结果表明:当中性化送气分别为0.6 Pa·m^(3)·s^(-1)和1.1 Pa·m^(3)·s^(-1)时,束流达到最佳中性化效率;当束散角为1.2°时,两种束流参数得到的中性束功率分别为7.2 MW和6.8 MW,束传输效率分别为0.4和0.35。因此,7 MW中性束离子源参数将优选100 kV/45 A,但注入器仍保留了提供120 keV氘束的能力。

关键词：中性束传输效率中性化效率束散角功率密度

单原子催化剂在电催化CO_(2)还原中的应用进展

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物理化学学报 2024年第4期40卷 68-88页

作者：冯雪婷商孜昂秦荣韩云虎西北工业大学柔性电子研究院宁波研究院西安710072

电催化CO_(2)还原(ECR)是减少碳排放和促进碳循环的理想方法之一。单原子催化剂(SACs)由于其最大的原子利用率、优异的活性和选择性,已成为多相催化领域的前沿之一进以得到广泛应用。鉴于SACs在ECR领域的探索和应用,本文综述了基于SACs... 详细信息

电催化CO_(2)还原(ECR)是减少碳排放和促进碳循环的理想方法之一。单原子催化剂(SACs)由于其最大的原子利用率、优异的活性和选择性,已成为多相催化领域的前沿之一进以得到广泛应用。鉴于SACs在ECR领域的探索和应用,本文综述了基于SACs在ECR中应用的研究进展,并提出了SACs在ECR中应用的挑战和前景。具体介绍:(1)介绍了ECR的反应机理,(2)SACs的常用制备策略,(3)SACs在新型Zn-CO_(2)电池中的应用。最后,提出了SACs在ECR中所面临的挑战和机遇。

关键词：单原子催化剂电还原CO_(2) 反应机制性能优化 Zn-CO_(2)电池

六十五载辉煌路,核地报国启新程——热烈庆祝核工业北京地质研究院建院65周年

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铀矿地质 2024年第2期40卷 I0001-I0002页

作者：陈亮核工业北京地质研究院党委

2024年3月18日,核工业北京地质研究院(以下简称“核地研院”)迎来建院65周年。65年来,在国家部委、上级部门和兄弟单位的大力支持下,核地研院在核地质科技创新、产业经济发展、深化改革及党的建设等方面取得突出业绩,为我国“两弹一艇... 详细信息

2024年3月18日,核工业北京地质研究院(以下简称“核地研院”)迎来建院65周年。65年来,在国家部委、上级部门和兄弟单位的大力支持下,核地研院在核地质科技创新、产业经济发展、深化改革及党的建设等方面取得突出业绩,为我国“两弹一艇”的成功研制、铀资源的需求保障及核工业可持续发展做出历史性贡献。

关键词：产业经济发展工业可持续发展历史性贡献铀资源核地质党的建设深化改革建院

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HBr空芯光纤气体激光器的振动热池多能级理论模型与设计仿真

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物理学报 2024年第15期73卷 71-79页

作者：危超余炫雷诚王自昱刘胜王度武汉大学工业科学研究院武汉430000

空芯光纤气体激光器已逐渐发展为一种重要的中红外激光光源,在实验上取得了良好进展,但现有的基于传统速率方程模型的理论设计方法仍不完善.本文提出了一种溴化氢(HBr)空芯光纤的振动热池建模方法,该模型可充分考虑空芯光纤气体激光器... 详细信息

空芯光纤气体激光器已逐渐发展为一种重要的中红外激光光源,在实验上取得了良好进展,但现有的基于传统速率方程模型的理论设计方法仍不完善.本文提出了一种溴化氢(HBr)空芯光纤的振动热池建模方法,该模型可充分考虑空芯光纤气体激光器内振转弛豫对腔内增益特性的影响,计算显示激光斜效率、阈值和瓶颈效应与实验吻合良好.此外,基于该模型,本文探讨了脉冲泵浦的光子泄漏现象,通过引入泄漏因子,得到了与实验结果接近的脉冲波形的弛豫振荡和激光斜率效率,有效解决了脉冲泵浦模型中的泵浦溢出问题.本研究提出的振动热池理论模型可适用于各类气体填充的空芯光纤气体激光器.

关键词：气体激光空芯光纤中红外速率方程仿真

不同聚酯二元醇合成聚氨酯对导电银浆性能的影响

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材料导报 2024年第13期38卷 253-258页

作者：王琦胜何发旺刘振国王经伟李红玉西北工业大学宁波研究院浙江宁波315000 西北工业大学柔性电子研究院西安710000

现代消费电子产品正在飞速发展,并向着轻量化、高集成化、柔性化发展。电子产品具有机械柔性成为电子学发展的一个重要趋势。然而,柔性电子对互连材料有严格的要求。除了提供电性能、信号传输等常规功能外,柔性电子器件的互连还需要在... 详细信息

现代消费电子产品正在飞速发展,并向着轻量化、高集成化、柔性化发展。电子产品具有机械柔性成为电子学发展的一个重要趋势。然而,柔性电子对互连材料有严格的要求。除了提供电性能、信号传输等常规功能外,柔性电子器件的互连还需要在机械变形过程中保持良好的机械稳定性和电气互连。导电银浆作为柔性电子互联的关键材料受到广泛研究,如何得到高导电性、优异柔性的导电银浆是制备柔性电子产品必须解决的问题。基于此,本工作提出了用多官能度异氰酸酯与聚酯二元醇制备的聚氨酯作为有机载体来制备导电银浆,3D显微镜、电学性能和力学性能测试的结果表明,制得的导电银浆具有优异的印刷性能、导电性能和柔性。

关键词：聚氨酯导电银浆丝网印刷低温固化