摘要：为EAST装置中性束注入器设计了一套用于将剩余离子在线电偏转的结构,并对系统各设备的核心参数进行了估算。在4.41k V偏转电压作用下,该电偏转系统可提供80ke V氘离子束偏转所需的偏转电场。在偏转电场调制情况下,该电偏转系统可有效降低极板表面的热负荷,进而满足EAST中性束注入器稳态运行的需要。

摘要：介绍了安装在HT-7托卡马克装置上的电子回旋辐射外差诊断系统的原理;设计了一套测量系统,测量了石英玻璃和TPX材料在微波波段的插入损耗,为系统设计提供了必要的数据;研究了等离子体物理实验过程中在石英玻璃上沉积的膜的微波传输特性;测量了诊断系统的天线方向角,并分析了天线方向角给电子温度测量带来的影响。

摘要：介绍了RF离子源驱动源的结构设计及RF线圈的热流固耦合分析。RF离子源采用外置天线的感应耦合方式,采用双射频驱动源设计,每个射频驱动源功率约60k W,总体功率为120k W,可产生均匀高密度的等离子体,以满足稳定的长脉冲运行的要求。在完成上述工作的基础上完成了RF离子源样机组装和初步实验测试。

摘要：设计了EAST 4.6GHz低杂波器件的一系列主动水冷冷却结构,阐述了直波导、波导弯头、天线单元的水冷结构设计,并使用有限元模拟软件ANSYS计算了这些部件的发热和对流冷却,计算并展示了部件上的温度分布二环结构变形。通过计算,优化直波导单面水冷结构为双面水冷。计算结果表明,立弯波导弯头的水冷结构明显好于侧弯弯头。原天线单元前端温度分布集中,热应力很大,不符合实验要求。优化后的天线单元前端的温升和热变形可以达到LHCD实验要求。

摘要：托卡马克等离子体的三角形变和拉长比对约束和磁流体稳定性有很强的影响 ,因此在托卡马克装置极向场设计中 ,在基于物理和工程考虑所预先选定的等离子体平衡位形几何参数下 ,如何优化确定外部极向场线圈位置和电流 ,是一个具有重要实际意义的研究课题 .为优化确定托卡马克极向场线圈 ,给出了一个有效的多变量平衡优化方法 ,能以事先规定的等离子体平衡位形的一些几何参数为目标函数 ,优化确定极向场线圈位置和电流 .并应用它于HT 7U平衡位形计算 ,得到了所需的结果 .

摘要：在DSP扣除斜率算法的基础上,设计了一种新型交替式积分器。该积分器利用DSP进行逻辑控制,使两个模拟积分器交替工作,减小两个积分器的积分时间,从而有效克服由于电容和温漂带来的误差,实现了对信号的长时间积分。同时采用Iqmath库函数实现定点处理器的运算来提高实时精度,很方便地实现了实时而准确的积分处理。

摘要：随着人类对能源需求的增加,核聚变能的发展越来越受到人们的关注。材料问题是目前限制聚变能发展的一个重要因素。包层是实现能量转换、氚自持及辐照屏蔽的主要部件,满足包层结构材料苛刻环境要求的结构材料的开发及性能检测成为目前研究的热点。以低活化铁素体马氏体(RAFM)钢为代表的包层结构材料已发展多年,然而依据中国聚变能发展路线图,CFETR一期包层结构材料的中子辐照水平可达到约10dpa,在二期达到约50dpa,目前没有材料能满足包括抗辐照损伤在内的苛刻环境要求并能满足工程建设需求。低活化铁素体马氏体钢是目前包层结构材料的首选候选结构材料,国内外已开发了多个牌号的低活化品种并具备了丰富的材料基础数据库,然而低活化钢的工作温度区间严重受限,高温蠕变及抗辐照能力无法满足CFETR二期及未来聚变堆的要求。为解决传统RAFM钢的不足,提出了两条思路:一种是添加氧化物弥散相以有效提高高温蠕变强度,其中又以制备过程中是否涉及机械合金化可进行进一步的区分;另一种思路是基于热力学模拟计算,优化RAFM钢化学成分并进行多轮热机械处理以增加MX相密度。其中,机械合金化制作的氧化物弥散强化钢(ODS钢)的性能最佳,但受限于机械合金化法,成本高且效率低。非机械合金化ODS钢与优化的RAFM钢的性能接近机械合金化ODS钢,成本远远低于机械合金化ODS钢且制备效率高,大批量制备技术相对容易。除了铁基材料外,钒合金及碳化硅复合材料在多方面展现了优势,长期以来都是研究人员关注的热点。钒合金的热蠕变和氦脆导致温度上限低并且与氢同位素兼容性不好,碳化硅复合材料的规模化生产及连接技术仍存在困难,这些缺陷限制了钒合金与碳化硅复合材料的发展,使之在现阶段无法满足应用需求。面向更高辐照水平的示范堆及商用堆,目前已有的包层结构材料可能无法满足需求。根据目前很有限的研究数据,非晶材料及高熵合金的工程应用还非常遥远:一方面需要借助材料设计和制备的新理念、新方法不断挖掘现有材料的性能潜力,另一方面应重视具有潜在优势的复合块状非晶材料及低活化高熵合金等新型材料的研发。本文依据中国磁约束聚变材料路线图草稿,对RAFM钢、机械合金化制备的ODS钢,钒合金以及碳化硅复合材料的发展进行了综述,对最近几年兴起的改良RAFM钢、非机械合金化制备的ODS钢等新型候选结构材料进行了介绍,并对具有更佳性能的先进结构材料种类进行了展望。

摘要：针对中国聚变工程实验堆(CFETR)高参数等离子体约束要求,其纵场(TF)混合磁体的设计方案为采用三种不同性能的超导导体绕制,峰值磁场可达14.43T,最大应力超过700MPa。该文结合CFETR纵场磁体面临的稳态以及瞬态热负荷条件,系统分析混合磁体中高性能Nb3Sn四饼线圈在不同扰动长度及扰动时间工况下的稳定性温度裕度和能量裕度,并对背景场强度及有效应变等因素对稳定性裕度的影响进行讨论。结果表明,高性能Nb3SnCICC导体在峰值磁场及-0.7%^-0.5%有效应变预计区间内拥有2.0K以上的温度裕度;但极端条件(B=14.43T,ε=-0.7%)下的电磁扰动(Lp=10m,tp=100ms)对应导体能量裕度仅有11.41mJ/cc,局部恶劣工况下导体能量裕度下降严重的问题亟待解决。针对高场区单饼线圈在典型扰动下行为的计算表明,典型机械扰动(Lp=0.1m,tp=1ms)引起的失超能够在5s内使导体热点温度升高至接近120K,这对磁体失超保护系统提出了较高的要求。

摘要：对EAST偏滤器热沉冷却水过渡接头在等离子体破裂时受到的主要电磁载荷进行了分析计算,提出了新的过渡接头结构。通过新结构在极端载荷下的有限元分析以及开展的焊接预研和测试,对接头结构及制作方案进行了优化,最终完成了偏滤器热沉冷却水过渡接头的设计,并成功运用于EAST偏滤器热沉的改造中。

摘要：为了研制托卡马克核聚变装置中的大功率抽超后备保护开关,介绍了一种爆炸断路器系统的基本结构及其工作原理,给出了爆炸断路器设计的原则。通过理论和实验两方面相结合的方法,分析了断路器系统的开断特性和换流特性。实验表明,该爆炸断路器系统满足超导磁体失超后备保护开关系统的要求,将被应用于托卡马克核聚变装置中。