摘要：中国自主研发的超声分子束注入技术在国际聚变装置中广泛应用,其中有效距离(即注入器出口至第1马赫盘的距离)是关键设计指标,尤其需保证此距离大于注入器至等离子体边界间的距离。本文针对中国环流三号(HL-3 Tokamak)的超声分子束系统进行了有效距离的深入研究。仿真结果显示,实际运行条件下,影响有效距离的关键因素是气源压力。模拟揭示了有效距离与气源压力间存在1/2幂指数关系,与常规超声分子束束流的定标规律相符,但在高压力比条件下,原定标关系可能低估有效距离。通过修正后的定标关系,研究表明中国环流三号装置中超声分子束系统的有效距离即使在小气源压力9×10^(4) Pa下也能满足注入器至等离子体边界距离的要求。

摘要：超声分子束注入(supersonic molecular beam injection, SMBI)是磁约束核聚变装置中的一种等离子体加料技术.为进一步优化SMBI束流特性、提升SMBI加料性能,本文利用纹影诊断系统开展了不同工况下的注入器测试实验,并对束流特性参数依赖性开展了研究.研究结果表明,束流寂静区长度(又称束流注入有效距离)与束流发散半角依赖于系统工况及注入器特征参数,且本文给出了束流特性参数的定量变化规律.此外,普通圆孔注入器与自研一体式注入器的对比测试结果表明,自研的一体式注入器在束流注入有效距离和束流聚束性能上均优于普通圆孔注入器.该研究工作为不同磁约束核聚变装置上的超声分子束注入器设计和束流优化提供了数据支撑和参考.

摘要：超声分子束注入加料技术是用于磁约束聚变等离子体燃料补充的方法之一.为优化超声分子束注入束流特性,提升超声分子束注入加料效率以及深入研究分子束与等离子体相互作用,研制了用于超声分子束束流特性测试的诊断系统并开展了应用测试.基于超声分子束注入束流具有透明、超高速等特点,该诊断系统主要利用纹影法配合高速相机进行束流特性测量,其中纹影系统设计为"Z"字型反射式.该系统应用在超声分子束束流测试平台上,测试了分子束束流基本特征.为验证系统的有效性,使用不同形状(圆孔及锥形一体式)喷嘴在大气和真空条件下开展了一系列测试,分别获得了二氧化碳气体及氘气在不同条件下的束流轮廓.该系统为超声分子束束流优化提供了直接测试手段.

摘要：介绍了HL-2A装置上同心圆逆磁测量的原理以及同心圆系统的设计,包括线圈面积差的确定和积分电路的设计。对实验数据的分析表明,通过对杂散场的有效补偿,同心圆逆磁测量系统可获得较高的信噪比,能够在一些较复杂的放电条件下可靠地获取等离子体逆磁信号。

摘要：报道了HL-2A装置最新的实验结果,讨论并研究了超声分子束的注入位置对分子束在等离子体中的消融和穿透的影响,其中包括电离后的分子束粒子在磁场梯度作用和E×B漂移下的加速或减速及由此形成的冷通道效应.研究结果表明,磁场梯度和E×B漂移对于超声分子束的加料效果、消融和穿透有着重要的作用.强场侧注入可使电离后的电子和离子更深地进入等离子体芯部.这些研究对于更好地理解超声分子束与等离子体的相互作用和优化设计加料系统有一定作用。