HT-7U低杂波2000年工作汇报
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HT-7超导托卡马克总控数据发布系统研究
中 分 号 Ｔ２ ￣ 图 类 ： Ｐ７ ． ４２
ＨＴ７超 导托 卡马克总控数据 发布 系统研 究 －
王 华 ，罗家融 ２ 瞿连政 ２ 魏沛杰 。
（ ．中国人 民解放 军炮 兵学院二系 ，合肥 ２ ０ ３ ；２ １ ３０ １ ．中科 院等离子体物理研 究所，合 肥 ２０ ３ ） ３０ １
击 。如 图 １ 所示 。
离子体 的行为和状态 。 目前 ， － ＨＴ７数据采集 系统 已经 实现 了对 实验 中所有诊 断 信号的数据采集 、压缩、存储、数据发布 ，实验人 员可 以很
方便地通过 ＧＴ （ Ｔ７ ７Ｈ － 数据浏览软件） 和基于 Ｗｅ ｂ远程 数据获
取系统浏览数据。随着 Ｈ － Ｔ７物理 实验的不断深入， 了更好 为 地控制等离子体 ，实验人 员希望能及 时方便地查看放 电过程
制等控制系统 ，各分控系统在放 电过程 中共 同作用 ，控制等
制子 网、采集子 网。 内局域 网是等离子体所内部的局域 网， 所
它通过中科院的代 理服 务器接 入 Ｉｔｒｅ。 ｎｅｎｔ 总控系统和各个分 控系统都处于控制子 网当中 ，控制子 网通过具有放火墙功能 的路 由器 以光纤方式接入所 内局域 网，控制子 网在有 了放火 墙的保护 以后 ，可 以减少计算机病毒 的侵袭和来 自外部 的攻
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第３ ３卷 第 ６ 期
Ｖ１ ３ ｏ． ３
Ⅳ０ ６ ．
计
算
机
工
程
２０ ０ ７年 ３月
Ｍ ａ ｃ ２０ ７ ｒ ｈ ０
Ｃｏ ｐ ｔ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｍ ｕ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
・ 工程应用技术与实现 ・
文 编 ： ｏ０ ．２２０ｏ 一 ３ 一 文 标 码： 章 号 ｌ —３ ８ｏ７６ ０ ６ ０ ｏ ４ （ ）＿ ２ 一 ３ 献 识 Ａ
低杂波电流驱动下HT-7超导托卡马克逃逸电子行为
ｍ～ ， 电子 温度 Ｔ －０ ５ ． ｅ 离子温度 Ｔ 一０ ５ １ ． ～３ ０ｋ Ｖ， ｉ ．～ ． ５ｋＶ。ＨＴ ７ 有两 套 波加 热 系统 ， 子 回旋 加 热 系统 、 ｅ ＿上 离
低 杂波加 热 以及 电流 驱动 系统 。低 杂 波 系统 由 １ ２只 速调 Ｆ ． ｃ ｍ ｔ 。 ｆｈ ｉ １ ｈ ａ。 ｉ 。 ｇ Ｓ ｅ ｉ 。 ｔ
功率 低 杂 波 的 关 断 和低 功 率 低 杂 波 的投 入 都 会 增 强 逃 逸 电子 的 产 生 ， 是 如 果 低 杂 波 可 以 将 等 离 子 体 环 电 压 但 降 低 到逃 逸 的阈 值 电场 以下 ， 杂 波 的 投 入 就 可 以抑 制 电 子 的 逃 逸 。逃 逸 电 子 的 产 生 还 和 低 杂 波 功 率 有 着 密 低 切 的关 系 ， 以通 过 控 制 低杂 波 的投 入 和 关 断 的 时刻 以及 改 变 低 杂 波 功 率 来 抑 制 逃逸 电子 的 产 生 。 可
长装置 的运行寿命 。在 国外托 卡马克 装置 上 ， 比如 ：Ｅ ［ ， Ｔ ６ Ｕ［ Ｊ Ｔ Ｊ 一０ ，ＴＦ Ｒ 和 ＴＯＲ ＵＰ Ａ［ 对逃 Ｔ ［ Ｅ Ｓ Ｒ 都 逸 电子进行 了相关研 究 。
本文 以 ＨＴ ７超导托 卡马克 为实验平 台 ， 用逃逸 电子 诊 断 系统 ， 一 利 结合 电子 回旋 辐 射 和 中子 诊 断系统 ， 研 究 了低 杂波 电流驱动 下逃逸 电子与低 杂波功 率 、 离子体 密度之 间 的关 系 。 等
探测阵列 、 中子探 测系 统和逃逸 电子诊 断系统 用 于低 杂波 电流驱 动下 的逃逸 电子 行为研 究 。
关键 词 ： 托 卡 马 克 低 杂 波 ； 逃逸 电子 ； 硬 ｘ射 线 ； 轫 致 辐 射
低 杂波加 热 以及 电流 驱动 系统 。低 杂 波 系统 由 １ ２只 速调 Ｆ ． ｃ ｍ ｔ 。 ｆｈ ｉ １ ｈ ａ。 ｉ 。 ｇ Ｓ ｅ ｉ 。 ｔ
功率 低 杂 波 的 关 断 和低 功 率 低 杂 波 的投 入 都 会 增 强 逃 逸 电子 的 产 生 ， 是 如 果 低 杂 波 可 以 将 等 离 子 体 环 电 压 但 降 低 到逃 逸 的阈 值 电场 以下 ， 杂 波 的 投 入 就 可 以抑 制 电 子 的 逃 逸 。逃 逸 电 子 的 产 生 还 和 低 杂 波 功 率 有 着 密 低 切 的关 系 ， 以通 过 控 制 低杂 波 的投 入 和 关 断 的 时刻 以及 改 变 低 杂 波 功 率 来 抑 制 逃逸 电子 的 产 生 。 可
长装置 的运行寿命 。在 国外托 卡马克 装置 上 ， 比如 ：Ｅ ［ ， Ｔ ６ Ｕ［ Ｊ Ｔ Ｊ 一０ ，ＴＦ Ｒ 和 ＴＯＲ ＵＰ Ａ［ 对逃 Ｔ ［ Ｅ Ｓ Ｒ 都 逸 电子进行 了相关研 究 。
本文 以 ＨＴ ７超导托 卡马克 为实验平 台 ， 用逃逸 电子 诊 断 系统 ， 一 利 结合 电子 回旋 辐 射 和 中子 诊 断系统 ， 研 究 了低 杂波 电流驱动 下逃逸 电子与低 杂波功 率 、 离子体 密度之 间 的关 系 。 等
探测阵列 、 中子探 测系 统和逃逸 电子诊 断系统 用 于低 杂波 电流驱 动下 的逃逸 电子 行为研 究 。
关键 词 ： 托 卡 马 克 低 杂 波 ； 逃逸 电子 ； 硬 ｘ射 线 ； 轫 致 辐 射
HT-7低杂波电流驱动效率与有效电荷数及电子温度的关系
年 以来 取得 了显 著成绩 ， ２ ０ 在 ０ ８年 实 验 中 已实 现 了 由低 杂 波 驱 动 的 ５ Ａ 等 离 子 体 电 流 、 ０ ０ｋ ４ ０ Ｓ长 脉 冲 放
电ｌ ＿ 】 。本 文介 绍 了在 ＨＴ ７装置放 电中进行 的有 关低 杂 波 电流 驱动 实 验 的一 些结 果 ， 一 研究 了低 杂波 电流 驱 动 效 率 与等离子 体有 效 电荷数 及 电子温 度 的关系 ， 结果 与文 献 Ｅ ２ 相 似 。 １３
ｐａ托 卡 马克 已实现 了低混 杂 波驱动 ０ ５ＭＡ 的完全 非 感应 电流 ， ｒ ． 并维 持 了 ６ｍｉＥ ｎ 。在 ＴＲ ＡＭ一Ｍ 托 卡马 Ｉ １
克上 ， 杂波 电流 驱动 的长 脉 冲放 电时 间 已 经超 过 了 ２ｈ２。ＨＴ一 ９９
度 成 正 比 ， 有 效 电 荷 数 成 反 比 。指 出 了 动 态 杂 质 控 制 是 改 善 低 杂 波 电流 驱 动 效 率 的关 键 问题 。 与 关 键 词 ： 托 卡 马 克 ； 低 杂 波 ； 电 流 驱 动 效 率 ； 电荷 有 效数
中 图分 类 号 ： Ｏ ３ ５６ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ７ ８ ＨＰ Ｐ ２ １ ２ ０ ． ０ ７ ｏ：０ ３ ８ ／ Ｌ Ｂ ０ ０ ２ ９ ２ ６
的运行 参数 为 ： 等离子 体 电流 的范 围为 １ ０ ５ Ａ， 向磁 场 Ｂ 一２Ｔ， ０ ￣２ ０ｋ 环 中心 弦平均 电子 度 的范 围为 （ １
～
６ ×１ ｍ一 ， ） ０ 中心 电子 温度 Ｔ 的范 围为 ０ ５ ． ｅ 而 中心 离子 温 度 Ｔ 的范 围为 ０ ２ ． ｅ ． ～３ ０ｋ Ｖ， ｉ ． ～１ ５ｋ Ｖ。工
ｒ 及氢 再循 环 的分析 。 。
MDSPLUS在EAST低杂波数据管理系统中的应用
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第２ ７卷
２０ 年 ０７
第 ４期
７月
核 电子学 与探 测技 术
Ｎｕ ｌａ ｌ ｔｏ ｉ ｃ ｒＥ ｅ ｒｎｃ ｅ ｃ ｓ＆ Ｄｅｅｔ ｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｔｃｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
Ｖｏ ７ Ｎｏ ４ Ｌ２ ．
Ｊ ｌ ２ ０ ｕｙ ０ ７
波数据服务器磁盘发生故 障时 ， 可直接更换磁
盘， 对当前提供 的服务不会产生很大的影响 ， 这
个 过程对 远 端用 户 是 完 全 透 明 的 。Ｒ Ｄ ５技 ＡＩ
关键词 ： Ａ Ｔ 低 杂波系 统 ； ｚ ＥＳ Ｌ Ｏ压缩算法 ；ＭＤ Ｐ ＵＳ ＳＬ
中图分类 号 ： ＴＰ １ ． ３ ３１１８ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ ５ －９ ４ ２ ０ ） ４０ ０ －５ ２ ８０ ３ （０ ７ ０ －７ １０
低杂波 系统的设计 目标是为托卡马克聚变 装置提供可控 的微 波能量的注入 。 目前， 热核 聚变还处于实验 阶段 ， 物理 学家需要对 等离子 体的各种参数进行研究 和分析 ， 以实现托卡马 克的稳态以及高参数 的放 电， 波与等离子体 微 的耦合是影响托卡马克放 电品质 的一个重要参
变实 验 开发 的 。在 ＭＤＳ ｌｓ中 ， 具 优势 的是 ｐｕ 最
脉冲实验数据库 。该数据库采用树形层次结构 来组织每次放电的实验数据 ， 每一炮数据单独
构成一个 数据文 件 ， 炮数 据 间没有关 联性。 各 显然 ， Ｓ ｌ 在处理脉 冲数据方面具有很大 ｐｕ ｓ 优势 ， 我们可以采用 Ｓ ｌｓ ｐ 来管理与炮号相 ｕ
ＭＤＳ Ｌ Ｐ ＵＳ在 Ｅ Ｔ 低 杂 波 数 据 ＡＳ 管 理 系统 中的应 用
王冬 霞， 蒋 敏 ， 单家 方
第２ ７卷
２０ 年 ０７
第 ４期
７月
核 电子学 与探 测技 术
Ｎｕ ｌａ ｌ ｔｏ ｉ ｃ ｒＥ ｅ ｒｎｃ ｅ ｃ ｓ＆ Ｄｅｅｔ ｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｔｃｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
Ｖｏ ７ Ｎｏ ４ Ｌ２ ．
Ｊ ｌ ２ ０ ｕｙ ０ ７
波数据服务器磁盘发生故 障时 ， 可直接更换磁
盘， 对当前提供 的服务不会产生很大的影响 ， 这
个 过程对 远 端用 户 是 完 全 透 明 的 。Ｒ Ｄ ５技 ＡＩ
关键词 ： Ａ Ｔ 低 杂波系 统 ； ｚ ＥＳ Ｌ Ｏ压缩算法 ；ＭＤ Ｐ ＵＳ ＳＬ
中图分类 号 ： ＴＰ １ ． ３ ３１１８ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ ５ －９ ４ ２ ０ ） ４０ ０ －５ ２ ８０ ３ （０ ７ ０ －７ １０
低杂波 系统的设计 目标是为托卡马克聚变 装置提供可控 的微 波能量的注入 。 目前， 热核 聚变还处于实验 阶段 ， 物理 学家需要对 等离子 体的各种参数进行研究 和分析 ， 以实现托卡马 克的稳态以及高参数 的放 电， 波与等离子体 微 的耦合是影响托卡马克放 电品质 的一个重要参
变实 验 开发 的 。在 ＭＤＳ ｌｓ中 ， 具 优势 的是 ｐｕ 最
脉冲实验数据库 。该数据库采用树形层次结构 来组织每次放电的实验数据 ， 每一炮数据单独
构成一个 数据文 件 ， 炮数 据 间没有关 联性。 各 显然 ， Ｓ ｌ 在处理脉 冲数据方面具有很大 ｐｕ ｓ 优势 ， 我们可以采用 Ｓ ｌｓ ｐ 来管理与炮号相 ｕ
ＭＤＳ Ｌ Ｐ ＵＳ在 Ｅ Ｔ 低 杂 波 数 据 ＡＳ 管 理 系统 中的应 用
王冬 霞， 蒋 敏 ， 单家 方
HT7可见紫外光谱
高参数长脉冲放电过程中典型的有效电 荷数空间分布
ASIPP
HT-7 光谱诊断
硼化前杂质全谱（新可见 OSMA 测量）
70000 65000 60000 55000 50000 45000
51428
51407 CIII 464.7nm
70000
CIII 464.7nm
Ha 656.3nm
60000
CV 227.1nm CIII 229.7nm OV 278.1nm Hb 486.1nm
•
• 系统主要适合于低电离态杂质线辐射的测量，现 用来测量CIII线辐射
•
ASIPP
HT-7 limiter HT-7belt 光谱诊断
HT-7七道韧致辐射测量诊断示意图
• 空间分辨：2.5cm • 时间分辨: 5 µ s • 七道空间位置： 0--25.2cm 观测等离子 体下半空间,间距4.2cm • IF中心波长: 5780 Å • IF带宽：18 Å • 连接光纤长度：35m • 探测器：日本产R960光 电倍增管 • 测量可见韧致辐射分布， 再根据温度，密度分布 导出Zeff(r)。
ASIPP
HT-7 limiter HT-7belt 光谱诊断
HT-7可见紫外光谱测量原理（3）
等离子体中的线辐射主要是由电子碰撞激发和电荷交换而产生的， 电荷交换主要发生在边界的中性原子和带电粒子之间，对于中小 型装置（如HT-6M）由于较低的边界参数，中性粒子可以进入到 等离子体芯部，使得这一过程存在于整个等离子体空间，但对于 国际大中型装置，这一过程主要发生在等离子体边界。典型的过 程如下：
50000
intensity(a.u.)
intensity(a.u.)
低杂波的局域电流驱动对锯齿行为的影响PPT课件
3. 低杂波沉积在磁轴上，对锯齿的影响有待 探索；
4. 通过HT-7实验积累知识，为EAST锯齿的 主动控制做好准备。
2021/3/7
14
ASIPP
谢谢!
2021/3/7
15
素材和资料部分来自 网络，如有帮助请下载!
ASIPP
低杂波的局域电流驱动对 锯齿行为的影响
刘子奚 王二辉 高翔 2009.11.29.
2021/3/7
1
提纲
(1) 方案背景 (2) HT-7实验提案 (3) 预期结果
ASIPP
2021/3/7
2
ITER锯齿主动控制的研究意义 ASIPP
WITER ~350 MJ
2021/3/7
新经典撕裂模（NTM）触发的大锯 齿所带来的一次能量沉积就达到15%左 右（DIII-D的结果）。虽然在目前高约束、 高比压（高β）的装置上，大锯齿对于装 置第一壁的影响并不是很大。但是，对 于ITER来说，它的储能在350MJ，15% 的能量完全可以摧毁第一壁，这样就直 接影响到ITER装置的寿命以及稳态运行 的可行性。
以及产生抑制效果的弛豫时间。
2021/3/7
12
提纲
(1) 方案背景 (2) HT-7实验提案 (3) 预期结果
ASIPP
2021/3/7
13
预期结果
ASIPP
1. 低杂波沉积在q=1的翻转面上，通过局域 电流驱动可以对锯齿进行最有效的抑制、 阈值功率最低；
2. 低杂波沉积在离轴位置，需要较高的阈值 功率、改变整个电流分布使q(0)>1，从而 消除锯齿震荡；
因此ITER锯齿的控制问题是 一个非常重要的课题。
3
ITER的锯齿主动控制的候选方法 ASIPP
质量管理体系的试运行
HT-7U QA
《HT-7U质量管理体系文件》是基于ISO90011994版本，参考了刚刚颁布的ISO90012000版本，密切结合HT-7U大科学工程的实际情况编写的。立足一个“工程”而不是一个“组织”，目标是“规范行为”而不是“取得认证”，在这种情况下建立和运行ISO质量管理体系，这本身就是一种探索，一种创新。都没有经验，需要齐心协力，“摸着石头过河”。 质量管理体系能否成功运行关键在领导。只要各级领导高度重视，坚持严格要求、严格制度、严格管理、严格责任，以对国家、对人民、对历史极端负责的精神和一丝不苟的认真态度来抓，质量管理体系就一定能运行好，整个HT-7U工程的质量，也必定得到可靠的保证。
质量管理活动的简要回顾
01
02
HT-7U QA
质量管理体系文件内容 质量体系文件是质量体系的具体体现，是质量体系运行的法规性依据。通过对各类质量活动、方法作出规定，使与质量有关活动都能作到有章可循，有法可依。 HT-7U质量管理体系文件分为三个层次： 、质量手册。 这是质量体系文件中的纲领性文件。包括： 质量方针“认真、严谨、细致、可靠”； 质量目标“2001年完成工程设计和开始施工，2002年全面铺开制造，2003年完成主机加工和总装，确保一次组装和调试成功”；
这是用以指导某个具体过程、事物形成的技术性细节描述的可操作性文件。也包括各种表格、报告等，用于质量体
、作业指导书。
HT-7U QA
《质量管理体系文件》的编制很复杂很艰难，在《质量管理体系文件》的实施，也即质量管理体系的运行，就更为复杂和更为艰难。经工程指挥部和总经理批准，《HT-7U质量管理体系文件》自2001年6月10日起生效，2001年6月9月这三个月为试运行阶段，2001年10月将对试运行的质量体系进行内部评审，2001年12月进行管理层评审。 当前的主要工作是： 系运行的证实。在《质量管理体系文件》里，收集了第一批14个系统147个作业指导书的目录，其中少部分已经编写完成。 《质量管理体系文件》的实施意见
HT-7装置上充气对低杂波耦合影响的实验及分析
ｍ ｏ ｔｙ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｔ ６ ． Ｔｈｅ ｅ ｆ ｃ ｓ ｏｆ ＬＨ Ｗ ｃ ｐｌｎ ｎｄ ｄｅ ｉｙ ａ ｅ ｏｔ ｈｅ ａ ｅ ｓ ｌ ｅ ｒ ａ ｅ ｏ ｆｅ ｔ ｏｕ ｉ ｇ ａ ｎｓｔ ｒ ｎ ｔ ｓ ｍ
ｗｈ ｎ ｇ ｓｉ ｎ ｅ ｔｄ ｉ ｉ ｅ ｅ ｔｐ ｐ ｓ ｅ ａ ｓ ｈ ｅ ａ ｔ ｒ ｆｒ ｔ ｅ ｇ ｏ ｏ ｐ ｉｇ ｉ ｅ ａ ｓｉｊｃ ｅ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉｅ ，ｂ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅｋ ｙ ｆ ｃｏ ｏ ｈ ｏ ｄ ｃ ｕ ｌ ｓ ｆ ｎ
李妙辉， 丁伯江， 李文科， 孔二华， 吴金华， 单家方， 茂， 东 王 徐品
（ 国科 学 院 等 离３） ３ ０ １
摘 要 ： 低 杂 波 （ ＨＷ ） 线 端 口充 Ｄ 和 Ｃ 发 现 Ｌ 在 Ｌ 天 Ｄ， ＨＷ 的耦 合效 果 能 得 到 明显 改 善 ， 气 后 Ｌ 充 ＨＷ 的 反 射 系 数 基 本 降 为 ６ 左 右 。 不 同 窗 口 充 气 对 波 的 耦 合 和 等 离 子 体 密 度 的 影 响不 同 ， 原 因 是 改 善 耦 其 合 的 关 键 是 提 高 刮 削 层 （ ０Ｌ 内等 离 子 体 的 密 度 。Ｄ 与 Ｃ 对 Ｌ ｓ ） 。 Ｈ ＨＷ 耦 合 影 响 的 实 验 结 果 表 明 ： ｚ Ｄ 对 Ｌ ＨＷ 的 耦 合 效 果 影 响 略 好 于 ＣＨ ， Ｄ 对 等 离 子 体 密 度 的 影 响 明 显 高 于 Ｃ 原 因 是 Ｄ 对 电 子 密 度 但 ｚ Ｈ ， ｚ
的贡献更大 。 关 键 词 ： 气 ； 杂 波 耦 合 ； 离 子 体 密 度 充 低 等
中图分类号 ： ３．３ ０５ ２ ２ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０ ６ ３ （ ０ １ ０ — ８ ７０ １ ０ — ９ １ ２ １ ） ８０ ９ — ５
ｗｈ ｎ ｇ ｓｉ ｎ ｅ ｔｄ ｉ ｉ ｅ ｅ ｔｐ ｐ ｓ ｅ ａ ｓ ｈ ｅ ａ ｔ ｒ ｆｒ ｔ ｅ ｇ ｏ ｏ ｐ ｉｇ ｉ ｅ ａ ｓｉｊｃ ｅ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉｅ ，ｂ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅｋ ｙ ｆ ｃｏ ｏ ｈ ｏ ｄ ｃ ｕ ｌ ｓ ｆ ｎ
李妙辉， 丁伯江， 李文科， 孔二华， 吴金华， 单家方， 茂， 东 王 徐品
（ 国科 学 院 等 离３） ３ ０ １
摘 要 ： 低 杂 波 （ ＨＷ ） 线 端 口充 Ｄ 和 Ｃ 发 现 Ｌ 在 Ｌ 天 Ｄ， ＨＷ 的耦 合效 果 能 得 到 明显 改 善 ， 气 后 Ｌ 充 ＨＷ 的 反 射 系 数 基 本 降 为 ６ 左 右 。 不 同 窗 口 充 气 对 波 的 耦 合 和 等 离 子 体 密 度 的 影 响不 同 ， 原 因 是 改 善 耦 其 合 的 关 键 是 提 高 刮 削 层 （ ０Ｌ 内等 离 子 体 的 密 度 。Ｄ 与 Ｃ 对 Ｌ ｓ ） 。 Ｈ ＨＷ 耦 合 影 响 的 实 验 结 果 表 明 ： ｚ Ｄ 对 Ｌ ＨＷ 的 耦 合 效 果 影 响 略 好 于 ＣＨ ， Ｄ 对 等 离 子 体 密 度 的 影 响 明 显 高 于 Ｃ 原 因 是 Ｄ 对 电 子 密 度 但 ｚ Ｈ ， ｚ
的贡献更大 。 关 键 词 ： 气 ； 杂 波 耦 合 ； 离 子 体 密 度 充 低 等
中图分类号 ： ３．３ ０５ ２ ２ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０ ６ ３ （ ０ １ ０ — ８ ７０ １ ０ — ９ １ ２ １ ） ８０ ９ — ５
低杂波电流驱动(LHCD)实验是托卡马克非感应电流驱动的.
1 1 Pnorm / s p
4
Upgrade of FEB camera(toroidal array)
正向 14道，分辨率：5cm Βιβλιοθήκη 量范围：－25～+30cm
HT-7
反向 5道，分辨率：10cm
测量范围： －16～+24cm
电流方向
切向硬X射线诊断示意图
5
HT-7
HT－7上逃逸电子诊断
NaI探测器(40*40),测量范围：0.3～10MeV 正向 2道，一道正对真空室内壁，一道对等 离子体中心 反向 1道，分辨率：10cm 测量范围： －16～+24cm 正向一道CdTe探测器(65mm3)
HT-7 ASIPP
Proposal of LHCD & fast electron behaviors study on HT -7 Exp2005
PHA team Email: czy1003@
HT-7
Motivation
• 低杂波电流驱动（LHCD）实验是托卡马克非感应电流驱动的重要 手段，也是调节电流密度剖面，实现先进位形（如反剪切）和实 现长脉冲稳态运行的重要工具，实验中还发现了其改善约束，抑 制sawtooth，m＝1模的现象。
12
HT-7
Exp2005 related with FEB
1. 2. 3.
Fast electron dynamics LHCD efficiency with IBW heating plasma Comparison of experimental data in current ramp-up/down with Karney-Fisch curves
7
托卡马克
磁约束：是利用强磁场可以很好地约束带电粒子这个特性，构造一个特殊的磁容器，建成聚变反应堆，在其中将聚变材料加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。
托卡马克是前苏联科学家于20世纪60年代发明的一种环形磁约束装置。
美、日、欧等发达国家的大型常规托卡马克在短脉冲（数秒量级）运行条件下，做出了许多重要成果。
等离子体温度已达4.4亿度；脉冲聚变输出功率超过16兆瓦；Q值（表示输出功率与输入功率之比）已超过1.25。
所有这些成就都表明：在托卡马克上产生聚变能的科学可行性已被证实。
但这些结果都是在数秒时间内以脉冲形式产生的，与实际反应堆的连续运行仍有较大的距离，其主要原因在于磁容器的产生是脉冲形式的。
受控热核聚变研究的一次重大突破，就是将超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，建成了超导的托卡马克，使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实。
超导托卡马克是公认的探索、解决未来具有超导堆芯的聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。
目前，全世界仅有俄、日、法、中四国拥有超导托卡马克。
法国的超导托卡马克Tore-supra的体积是中国HT-7的17.5倍，它是世界上第一个真正实现高参数准稳态运行的装置，在放电时间长达120s条件下，等离子体温度为两千万度，中心密度每立方米1.5×1019，放电时间是热能约束时间的数百倍。
西南物理研究院1984年建成中国环流器一号（HL -1），1995年建成中国环流器新一号。
中国科学院等离子体物理研究所1995年建成超导装置HT -7。
它原是前苏联无偿赠送给中国的一套纵向超导的托卡马克实验装置，经等离子体物理研究所的不断改进，它已成为一个宠大的实验系统。
它包括HT -7超导托卡马克装置本体、大型超高真空系统、大型计算机控制和数据采集处理系统、大型高功率脉冲电源及其回路系统、全国规模最大的低温氦制冷系统、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热系统以及数十种复杂的诊断测量系统。
在十几次实验中，取得若干具有国际影响的重大科研成果。
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• .速调管高压钛泵电源设计。
• .发射机前模块功率级电源设计。
• (二)、完成速调管磁场恒流电源中“高频脉冲调宽恒 流
•
控制”新技术的台面模拟试验。
• （三）、完成速调管内部打火过流（其中包括速调管
•
阴极过流和管体过流）快速检测和保护系统的设
•
计。
相位监控系统研制
• 鉴相仪技术指标 • 模拟鉴相仪的组成 • 模拟鉴相仪的工作原理 • 模拟鉴相仪电原理框图
天馈线关键单元器件测试系统
辐射检测
充气
模拟磁场
幅相监测
充气
大功率 微波测试台
陶瓷窗
打火保护
抽气系统
窄边耦合 功分器
移相器
2x4 窄边双定耦
移相器 打火保护 陶瓷窗 打火保护
匹配水负载
水冷
烘烤、水冷
水冷
大功率微波器件的研制
• 功分器、隔离器、陶瓷窗等现已 完成设计，预计明年可在大功率试 验台上开展工作。
HT-7U低杂波系统布局规划
2450MHz分系统天馈线结构设计
天馈线结构示意图
天线输入端馈口阵列
天线阵子波导排列情况
2450MHz天馈线系统的先行试验
• 1.2MW 试验天线的研制 • 天线表面的烘烤试验 • 大功率微波试验台的筹建 • 天线单元测试方案 • 大功率微波器件的研制 • HT-7U装置低杂波天线的理论计算
1.2MW 试验天线的研制
• 基本要求：
• 试验天线与HT-7U正式天线的结构一致。 • 为了让试验天线能在HT-7上进行试验，其接口必须与
HT-7原天线兼容。
• 进展情况：
• 现已完成计算、设计，加工也已基本落实，争取明年
冬季能用新天线作实验。
试验天线的组织结构
• 试验天线包括栅隔波导阵及其与波源连 接的过渡变换波导阵、天线阵的冷却及 烘烤系统、真空及抽气系统、抗轰击保 护、导行机构和位置控制等。
• 速调管工作时对周围环境杂散磁场的要 求是比较苛刻的，而且TH2103C速调管 放大器装配时需要约5~6米高的空间，因 此只能放置在8-1大厅内。
• 要求两个528mm×970mm互成90o的托卡 马克窗口。
• 传输波导的安装需两条（宽）4000mm× （深）2000mm的地沟。
• 每套天线自重约7吨（对平台的要求）。
设备的技术参数和要求并通过专家论证。 • 2000年3月∽12月各设备调研，订货
购置。 • 2000年11月∽12月，90%主要设备到
货并按严格技术合同验收。
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电源控制系统技术设计和购置
• 2000年3月∽6月确定电源控制系统的 技术方案。
• 2000年6月∽9月调研电源控制系统的 软硬件设备。
南 北 K - + K C B
+ -
KC
K 电 B 感 楼 c 梯
红 z 线
东 方 案 1 1 3
1 1 : 1
HT-
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低压电源研制
• (一)、完成2.45G和3.7G低杂波系统低压电源
• 方案设计和工程设计，具体包括：
• .微波发射机速调管磁场恒流电源设计。
• .速调管灯丝恒压电源设计。
•
R&D进展顺利。
• 二期工程：尚处于方案设计及调研
•
阶段
2000年的工作内容
• HT-7U低杂波系统布局规划 • 2450MHz分系统天馈线的结构设计 • 天馈线系统的先行试验 • 2.8MW高压电源的研制 • 低压电源研制 • 相位监控系统研制 • 测量及数据采集系统研制 • 保护系统研制
HT-7U低杂波系统布局规划
HT-
B
c1ba整流变压器250KVCAB
油 枕
460
-+-
C z c z c
开关柜c1baCBA开关柜 CBA 开关柜c1ba+-CBA开关柜
5140 9045zgxcba
西
1 63
2 C C . B
K K B B S
通 往 主 机 大 厅 过 道
8 13 0 电 K 电 K 电 C 感 C 感 S
试验天线的辐射谱
Power density (a.u.)
14
12
10
8
6
4
2
0
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
N//
DF=900
a1=1.5mm a2=3.0mm
4
6
8
10
HT-7U试验天线立体结构
HT-7U试验天线GRILL结构
HT-7U试验天线弯波导阵
HT-7U试验天线弯头、阻抗匹配
HT-7U试验天线仿真结构
R&D的工作。
• 2000年9月∽12月购置电源控制系统的 硬件核心设备并着手控制软件的设计 与编程。
• 2000年11月∽12月电源控制系统硬件 核心设备90%到货，控制软件完成50%。
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电源拟安装场地布局方案
注：由于场地面积有限，安装分两层
西
1 63
C C
油 枕 油 枕 整 整 7 7 0 0 c c
模拟鉴相仪的组成
•模拟鉴相仪由直流电源、12路第一 混频滤波器、12路第二混频滤波器、 1/12功分器、12路隔离器、第一本 振信号源、第二本振信号源、11路 鉴相器、检波放大器、锁相控制器 等。
模拟鉴相仪电原理框图
模拟鉴相仪的工作原理
• 12 路 2.45GHz±10MHz 的 微 波 信 号 和 2.43GHz±10MHz第一本振信号经过第一混频器混 频后产生20MHz的中频信号，滤波后和17.22MHz 的第二本振信号经过第二混频器混频后产生 278KHz的鉴相信号，滤波后其中的一路基准信号 和 其 他 的 11 路 被 测 信 号 进 行 比 较 鉴 相 得 到 0 ～ 3.6V的鉴相输出。
低杂波天线的理论计算
• 已完成圆截面模型程序设计，应 力分析的程序也在不断完善中。
2.8MW高压电源的研制
• 实施方案已通过专家论证；外购设备采 取招标方式选取厂家，现大部分设备已 按合同要求到货；安装场地有待最后确 定。
电源主回路技术设计和购置
• 2000年3月完成电源总体设计。 • 2000年3月∽6月垂询专家意见和建议。 • 2000年3月∽6月确定电源主回路的各
试验天线装配示意图
试验天线结构简述
试验天线采用多节波导阵型式，12只由俄罗斯ISTOK公司生产的 KU-2.45型微波速调管放大器输出的微波功率分别馈送至12个固定相 差的波导移相单元，波导移相单元之间的相位差通过数控移相器来调 节，从而可以改变耦合谱峰值的位置以达到改变波功率的沉积分布的 目的。这12个波导移相单元组成一个3（排）×4（列）的多节相控波 导阵天线，每排波导阵之间嵌入一层水冷板，栅隔波导阵及其与波源 连接的过渡变换波导阵上都均匀地布置镍铬电阻丝，天线栅格波导阵 端口四周拟采用石墨保护，整个天线将采用循环去离子水冷却，天线 的机械结构将能够抵抗HT-7U装置运行过程中所施加的电磁力和热应 力的作用。整个天线被放置在一个大的真空箱体之中，通过一只真空 波纹管与托卡马克相连，真空箱体上接有一台真空机械泵和一台真空 分子泵，真空箱体外面均匀缠绕电加热带。整个天线要求能承受300 度以上的高温烘烤。真空箱体放置于一台机械导轨车上，由数控步进 电机拖动，以实现快速精确的位置控制。
2001年工作计划
• 完成1兆瓦波系统的连续直流高压电源的研制, 并用于实验;
• 完成新型低杂波天线的加工和调试,并用于HT7实验;
• 完成高功率微波测试台的建立,并用于速调管 的锻炼和高功率微波器件的性能测试工作;
• 开始新的多道实时监相器的加工和调试工作; • 完成低压电源、保护系统、系统总控系统的
天线表面的烘烤试验
大功率微波试验台的筹建
连续微波测试台
输出调节
磁 线 圈
阳 极
主 回 路
管 体
水 冷
水 冷
过 流
过 流
测量和数据处理
辐射检测
固态源
同轴隔离器
速调管放大器
双定向耦合器
四端口隔离器
充气系统
负 磁灯钛 高 场丝泵 压 电电电 源 源源源
反射保护
双定向耦合器
打火保护
待测负载
匹配水负载
天线单元测试方案
HT-7U低杂波2000年工作汇报
• HT-7U低杂波系统的总规模为3.5MW （1000秒），工程分两步实施：
• 一期工程：计划于2004年建成2MW，
•
2450MHz分系统
• 二期工程：建立1.5MW3700MHZ分系统
HT-7U低杂波工程目前进展情况
• 一期工程：基础性பைடு நூலகம்作及各子系统的研
•
制工作已全面铺开，相关的
HT-7U试验天线仿真结构
HT-7U试验天线GRILL仿真
HT-7U试验天线GRILL法兰结构
HT-7U试验天线过度波导阵
天线表面的烘烤试验
• 高温烘烤能改善真空性能，提高天线通 过波功率的能力，在HT-7装置冬季实验 中，将HT-7天线用电阻丝高温长时间烘 烤，取得了明显的效果：真空度明显提 高，很快达到1.3×10-5Pa( 以前最高达 1.5×10-5Pa)，放电时天线出气现象明显 改善，很快进入实验状态，通波能力也 有所提高。
鉴相仪技术指标
• ．输入微波频率2.45GHz； • ．被测信号11路，基准信号1路； • ．整机测量精度±2о ； • ．测相范围:0о ∽360о ； • ．输入信号：≥2mw,动态范围≤10dB； • ．鉴相延时：<20μ S； • ．接口方式待定； • ．工作温度范围：-20о C ∽ 60о C； • ．工作方式：连续工作至少三个月。