摘要：为了满足磁约束核聚变领域的杂质测量要求,研制了一套Seya Namioka真空紫外光谱仪。该光谱仪的主要部件是可调宽度的入射狭缝、凹面光栅和探测器。光谱仪的光通量通过可调节宽度的入射狭缝来调节,入射狭缝宽度可以在10~1000μm范围内调节。分光元件选用线密度为1200 lines·mm^(-1)的凹面全息光栅。光栅表面涂有铝(Al)和氟化镁(MgF2),以提高衍射效率。光栅的可使用波段为50~460 nm,针对其中的50~250 nm波段进行光路优化设计。选用深度制冷背照式电荷耦合器件(CCD)作为光谱仪的探测器。通过转动光栅转台旋转光栅来改变衍射角,实现50~250 nm范围内的光谱观测。基于凹面光栅的参数,确定了具体光路,并分析了波长随光栅旋转角度的变化关系及不同波长处的线色散率。基于凹面光栅成像理论,对系统的光谱分辨率进行了计算分析。通过分析不同出射臂下的光谱分辨率,确定最优出射臂为205 mm。在出射臂为205 mm、入射狭缝为20μm的情况下,分析了入射狭缝宽度、像素大小、像差和衍射极限对光谱分辨率影响。结果表明:衍射极限对光谱分辨率的影响最小,基本上可以忽略不计,出射狭缝的宽度对光谱分辨率有较大贡献,大约为0.09~0.10 nm,且在50~250 nm波长范围内缓慢增加。分析了不同入射狭缝宽度(10~80μm)下光谱分辨率,光谱分辨率随狭缝宽度呈递增趋势,变化范围为0.10~0.32 nm,当狭缝宽度达到80μm时,光谱分辨率已经变的较差,不利于高分辨线辐射光谱测量。在实际测量中,应该综合考虑光通量和光谱分辨率需求。采用低压汞灯和微波等离子体光源进行波长校准和性能测试。基于零阶光谱和汞灯的特征光谱HgⅠ(185 nm)对光谱仪进行了波长标定。通过HgⅠ(185 nm)谱线的高斯拟合分析,得到仪器在185 nm处的光谱分辨率为0.1243 nm,与理论计算值接近。通过实验与理论计算对比不同出射臂下的HgⅠ(185 nm)光谱分辨率,验证了仪器在出射臂为205 mm处获得最佳光谱分辨能力。利用微波等离子体放电光源装置对光谱仪进行了进一步的性能测试,基于光源发射的氮、氧和氦线的测量,验证了光谱仪在50~250 nm波长范围内具有良好的探测能力。

摘要：设计并搭建了CFETR中绝缘材料样品G10材料的放气率测试平台，测量了两种G10材料的放气率，为未来聚变堆绝缘材料G10的选用提供参考。

摘要：等离子体位形控制是等离子体实验控制的重要组成部分,设计满足放电要求的等离子体平衡位形是等离子体控制系统的重要功能之一。根据位形计算原理、中国聚变工程实验堆等离子体控制系统用户界面集成原理及用户界面需求,采用开源的Python语言及PyQt库,设计开发位形编辑器,用于等离子体期望位形设计和优化;并提供期望位形输入数据,供其集成使用。对主要模块进行复用,开发可独立运行的位形编辑器,能够灵活适用于不同的托卡马克装置。测试结果显示,该编辑器能满足单机运行的需求,同时消除了必须登录等离子体控制系统才可进行位形设计工作的弊端。

摘要：在CRAFT真空室1/8段的装配研究中,设计了用于补偿扇区间装配误差的过渡段,介绍了其制造方案,研制了在线铣削系统以保证项目现场的高精度装配。

摘要：蛇形机器人由于其狭长的机械臂和超冗余自由度,在复杂极端环境中具有优越的灵活性。本文在欠驱动蛇形臂机器人的结构基础上,提出了基于等效杆长和等效虚拟关节的两种轨迹跟踪算法,实现蛇形臂机器人对目标曲线的跟踪,满足蛇形臂机器人的运动控制需求。最后,设计了臂长1075 mm包含7关节单元的蛇形机器人样机,并进行了轨迹跟踪实验,结果表明蛇形机器人可轻松穿过直径90 mm以上的狭小管道。运动过程平稳、无振动,验证了轨迹控制算法的正确性和结构设计的合理性。

摘要：[目的]近年来,聚变装置装机容量在不断增加,其电源系统需要输出高幅值、长脉冲的功率,对电网造成了极强的功率冲击,严重时会导致电源脱网,严重威胁聚变装置的安全。同时,高幅值脉冲也使电源系统的设计存在大量冗余。[方法]为了解决这两个问题,提出了带储能装置的新型聚变电源拓扑,通过在电源系统中加装储能装置,缓冲脉冲功率对电网的冲击。在电源运行过程中,电网提供稳态功率,储能装置提供脉冲功率,有效降低电源的成本。[结果]根据工业供配电经验,得出了不同拓扑中主要元件的选型计算公式。最终根据仿真数据,对不同电源拓扑的成本展开分析对比。[结论]证明了新型电源不仅可以减小对电网的功率冲击,提高电源系统的能量利用率,也可以降低变压器容量,具有一定的成本优势。

摘要：电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance,ECR)等离子体源能产生高电荷态离子、高流强的单电荷态离子,提供稳定的束流和良好的重复性.核心部件的设计对ECR等离子体源是至关重要的,磁场对等离子体的生成和分布有直接影响,良好的磁场可以提高等离子体的性能和效率.采用有限元分析方法对ECR等离子体源磁场进行分析与设计,得到了满足设计需求与目标的磁场位形,通过高斯计对设计的永磁环轴向磁场精确测量,发现磁场仿真结果与实验结果吻合比较好,只是轴向磁场最大值及对应位置上有点偏差.通过集成实验,研究核心部件对离子源引出束流强度的影响,引出束流稳定且强度达到7 mA.

摘要：聚变技术综合研究设施(CRAFT)低温系统计划建造4座氦制冷机,200 W@4.5 K氦制冷机作为其中之一将用于为超导材料性能研究平台提供测试条件。通过对工艺流程的分析,明确了200 W@4.5 K氦制冷机液化模式的控制流程。基于CODAC进行了氦制冷机控制系统的设计与开发,阐述了具体的网络架构和软件设计,以及液化模式下的压缩机自动控制流程和控制回路的设计与实现。运行结果表明,所设计的自动控制程序能够有效完成压缩机启动过程中的增载和压力控制。

摘要：为了更方便和深入研究紧凑环注入(CTI)系统产生的等离子体团在等离子体中的演化过程,特设计了一套大尺寸、均匀的六硼化镧等离子体源,用来产生磁化、高密度等离子体。等离子体源的阴极采用钨丝间接加热的方式来达到工作温度,阴极最高可达到1800℃。阳极采用耐高温、透过率50%的钼金属网,与阴极之间轴向间距1m。在阴极和阳极之间施加40~200V偏压,阴极发射的电子与中性气体碰撞、电离进而产生长1m直径100mm的稳态磁化等离子体柱。在台面实验中,测试了源的放电性能和等离子体相关参数。实验结果表明,在阴极发射电流密度为1~2A·cm^(-2)的情况下,测得的氩等离子体电子密度可达到10^(18)m^(-3)量级,电子温度约为8eV。通过增加阴、阳极之间偏压,阴极发射电流密度最高达到8.5A·cm^(-2),等离子体参数与托卡马克边界参数相近。该等离子体源满足设计要求并具备为EAST-CTI系统开展台面实验的能力。

摘要：在托卡马克装置运行过程中,装置内壁吸附的杂质粒子会释放到内真空室,影响等离子体的平稳运行。因此需要在放电前对装置进行壁处理清洗。设计了差分抽气测量系统,可以在保持内真空室气体比例不变的前提下降低压力,实现四极质谱仪的正常工作,检测壁处理清洗期间的气体成分。整个设计过程围绕关键部件小流导法兰的流导设计展开,采用粒子平衡法计算得出小流导法兰的设计参数。可以在分子流流态下将待测腔室的气压从10 Pa降低至约0.01 Pa。设计结果为类似高压力条件下气体成分监测设备的设计提供参考。