摘要：零维系统模型已广泛应用于下一代托卡马克装置设计以及聚变反应堆等离子体性能的预测和分析,但普遍采用物理近似和经验公式会导致较大的系统性误差.本文通过引入等离子体平衡程序使主要等离子体分布参数及其计算基于磁面信息,引入Sauter模型的自举电流系数与碰撞率变化关系改进自举电流计算,利用EAST上的实验结果对改进后的模型进行验证,零维系统模型计算结果与动理学平衡分析结果基本符合.利用改进模型从已有实验结果出发,对EAST上实现500 kA等离子体电流的稳态、长脉冲运行区所需要的加热/电流驱动功率及其能够达到的归一化比压进行了分析和预测.计算结果表明,EAST在7.0—9.5 MW加热/驱动功率,约束改善因子H98为1.25—1.35,归一化密度f_(nG)约为0.9的参数范围内可以实现500 kA等离子体电流且自举电流份额在50%以上的稳态运行;9.5 MW加热/驱动功率,H_(98)为1.0—1.4,f_(nG)为0.8—1.0的参数范围可以实现较高性能的长脉冲或稳态运行.综合来说,提升等离子体约束性能,可在较低的加热/驱动功率下实现同样等离子体参数的完全非感应运行,扩展等离子体运行区,是实现高参数等离子体稳态运行最为有效的途径.

摘要：介绍了回旋质谱探测器的原理和设计及其在HT-7装置欧姆放电下对边缘等离子体中离子的诊断实验。探测器安装在限制器附近,通过一小孔引进等离子体;设置的前置偏压使电子和离子分离,并使离子减速;进入腔体内部的离子在射频电场和平行磁场的作用下发生回旋共振;通过考察收集的离子电流信号中的共振峰可得到离子的荷质比、回旋频率等参数。实验中观察到荷质比为1、0.5、0.3333、0.1819的离子共振峰。

摘要：电磁测量是托卡马克装置中最基本的诊断方法,通常利用磁感应原理来测量HT-7装置内部磁场和磁通,因此需要用积分器对磁测量的输出信号进行积分。讨论了单运放模拟积分器的特点,提出了利用实时积分漂移补偿的方法设计新型积分器,解决了积分过程中积分器本身的等效输入偏移量、温度漂移及地噪声等带来的积分误差。给出了系统原理和设计框图,并在HT-7超导托卡马克的实验中,验证了该积分器能够满足等离子体长时间放电对积分器在积分精度和噪声精度上的要求。

摘要：EAST超导托卡马克是我国设计建造的国际上第一个建成的全超导托卡马克实验装置.EAST的建成填补了从短脉冲中型常规托卡马克向长脉冲大型超导托卡马克过渡过程中"中型超导托卡马克"的空缺.EAST具有国际热核聚变实验堆(ITER)类似先进技术,具有与ITER类似的超过1000 s的长脉冲高参数运行能力,是未来10年国际上极少数有能力在高参数条件下开展长脉冲聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台.EAST已经取得了超过400 s的偏滤器位形等离子体以及稳定重复的超过30 s的长脉冲"高约束模"等离子体,创造了新纪录.EAST致力于解决ITER及未来聚变堆高性能稳态运行相关的关键物理和工程问题.这些研究将为中国未来聚变实验堆的设计和运行提供重要的依据,并为未来建造稳态、高效、安全的托卡马克类型的聚变反应堆提供重要的工程技术和物理基础.

摘要：本文设计一种积分器系统中的定时触发模块,详细介绍用单片机和晶体管设计定时触发模块的设计思路、硬件结构和软件设计等方面的内容。该模块为积分器系统提供精确的可调积分定时时间,且触发准确、驱动能力强。定时触发模块提高了积分器系统的可靠性和适用范围,满足HT-7实验要求。

摘要：输入误差会随积分时间产生累积的误差特点使得长时间低漂移积分器成为磁测量系统的设计难点,为了提高长时间积分器的精度和满足实验现场环境需要,利用电荷平衡式电压频率转换器(VFC)内部的微型积分器,替代由分立元件构成的模拟积分电路,设计一种高隔离度的长时间积分器。对具体的系统算法、设计方案及误差来源作了详细的描述和分析,并在最终的设计中获得了长时间低漂移的积分效果。

摘要：介绍了EAST装置中磁探针设计中的结构、安装位置、匝面积的标定、幅频响应,并给出了该磁探针的标定误差和Mirnov线圈幅频响应特征图。两轮EAST放电试验表明,电磁测量的信号满足装置运行和等离子体控制的需要。

摘要：介绍了EAST托卡马克逆磁线圈加补偿线圈的逆磁测量。该方法的优点是补偿线圈有效地消除了纵场线圈产生的磁通变化,而调节机构能降低来自极向场的误差信号。详细地叙述了逆磁线圈工程设计中考虑的材料选择和结构设计对逆磁线圈的影响。最后给出了次测量系统的误差分析。

摘要：开发安全、清洁的核聚变能,最终解决人类能源危机是聚变科学与技术研究的终极目标. 21世纪初启动建设的国际热核聚变实验堆(ITER)项目,促使聚变能开发朝商业应用迈进了一大步.具有ITER类似结构的托卡马克(Tokamak)磁约束聚变装置开展的等离子体放电实验,成为了现阶段聚变能开发研究的焦点.中国科学院等离子体物理研究所自主设计、建造的全超导托卡马克EAST,面向未来聚变反应堆关键的工程与物理问题开展了大量的探索研究.其中,在关于聚变反应堆能否经济实用地投入商用发电的高约束稳态运行实验研究方面,取得了一系列重大突破.继2012年实现400 s低约束模长脉冲运行、验证系统长脉冲运行能力之后, 2017年EAST又刷新了高约束模等离子体放电运行时间的世界纪录,成为首个具备100 s量级高约束模准稳态运行能力的托卡马克装置,并且首次触及到了磁约束聚变等离子体中最长的时间尺度——粒子平衡时间.为面向反应堆燃烧等离子体第一壁高热负荷承载,高约束边界局域模抑制以及长时间稳态运行控制的工程与物理问题的开拓研究,提供了国际磁约束聚变界最好的实验平台.现已在EAST上开展了钨铜水冷偏滤器、锂化第一壁、射频波电流驱动、弹丸注入、精确磁面位形控制、边界局域模和高热负荷缓解等一系列相关实验,并取得了重要的研究进展.

摘要：本文通过讨论积分器实现的形式和积分误差抑制的措施,介绍了一种先由模拟积分电路对输入信号进行交替积分,再用数字信号处理方式实现积分误差修正和积分结果拼接的长时间、低漂移积分器的设计方法,并给出了相关实验结果。