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中国环流器二号A装置(HL-2A)工程研制 被引量：20
1
作者 严建成 刘永 +13 位作者 周才品 李晓东 王树锦 刘德权 宣伟民 陈燎原 曹曾 杨青巍 宋显明 姚列英 毛维成 丁玄同 潘传红 HL-2A研制组 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期241-247,共7页
中国环流器二号A装置(HL 2A)(设计指标:大半径1.65m、小半径0 4m、环向磁场2 8T、环向等离子体电流480kA)是我国已建成的第一个偏滤器托卡马克实验型磁约束聚变装置。HL 2A装置的首要研究目标是利用其独特的大体积极向偏滤器在高参数等... 中国环流器二号A装置(HL 2A)(设计指标:大半径1.65m、小半径0 4m、环向磁场2 8T、环向等离子体电流480kA)是我国已建成的第一个偏滤器托卡马克实验型磁约束聚变装置。HL 2A装置的首要研究目标是利用其独特的大体积极向偏滤器在高参数等离子体条件下开展与偏滤器位形运行有关的研究。本文总结了HL 2A装置工程设计、制造与安装、工程调试等研制的主要内容和关键技术。工程调试和初步物理实验的结果表明:HL 2A装置的主要工程参数和性能已具备开展物理实验的条件,并已成功地运行于偏滤器位形。2003年11月底,HL 2A装置获得等离子体电流168kA,等离子体存在时间920ms,等离子体线平均密度1.7×1019m-3,环向磁场1 4T,极限真空度为4.6×10-6Pa。 展开更多
关键词 hl-2A装置 偏滤器 磁约束聚变装置 等离子体 托卡马克 工程调试 半径 磁场 物理实验 电流
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等离子体破裂时HL-2M真空室的结构应力分析 被引量：19
2
作者 蔡立君 刘德权 +2 位作者 冉红 李勇 曹曾 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期127-132,共6页
利用ANSYS有限元程序分析计算了等离子体线性大破裂时HL-2M真空室上的感应电流及电磁力,并对真空室进行了结构应力分析。结果表明,真空室上主要产生环向感应电流和径向电磁力,且主要集中在真空室壳体的柱状段;在破裂产生的电磁力及其他... 利用ANSYS有限元程序分析计算了等离子体线性大破裂时HL-2M真空室上的感应电流及电磁力,并对真空室进行了结构应力分析。结果表明,真空室上主要产生环向感应电流和径向电磁力,且主要集中在真空室壳体的柱状段;在破裂产生的电磁力及其他机械载荷的作用下,真空室的结构设计能较好地满足强度和刚度要求。 展开更多
关键词 hl-2M装置 真空室 等离子体破裂 电磁力
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HL-2A装置供电系统 被引量：12
3
作者 宣伟民 姚列英 +5 位作者 李华俊 陈宇红 卜明南 邵葵 毛晓惠 李青 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期246-250,共5页
描述了HL-2A装置供电系统,该系统主要由三套飞轮脉冲发电机组、磁场电源系统和辅助加热高压电源系统组成。电源系统总脉冲容量达到300MVA,一次脉冲释能1200MJ。简要介绍了电源的控制系统和实验结果。
关键词 hl-2A装置 飞轮脉冲发电机 磁场电源 高压电源
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HL-2M环向场线圈的结构设计 被引量：11
4
作者 邹晖 李广生 +4 位作者 蔡立君 刘健 邱银 单亚农 卢勇 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期136-142,共7页
设计了HL-2M环向场线圈基本形状、特殊的指形接头和斜面接头以及馈线、绝缘结构和水冷回路。每个环向场线圈由L形中心段、上弧段和外弧段分别通过指形接头和斜面接头组装成完整的D形线圈。分段可拆卸的D形线圈结构可以使得真空室和单个... 设计了HL-2M环向场线圈基本形状、特殊的指形接头和斜面接头以及馈线、绝缘结构和水冷回路。每个环向场线圈由L形中心段、上弧段和外弧段分别通过指形接头和斜面接头组装成完整的D形线圈。分段可拆卸的D形线圈结构可以使得真空室和单个极向场线圈分别整体吊装到环向场线圈内侧。单根引线和双回线的馈线结构既能节省装置空间,又能降低杂散磁场。TF线圈匝间绝缘500V,对地绝缘30k V。采用软焊在线圈旁侧槽内的铜管对线圈进行水冷以带走线圈放电产生的焦耳热。 展开更多
关键词 hl-2M装置 环向场线圈 指形接头 斜面接头 冷却回路 馈线 电绝缘
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HL-2M装置控制系统的概念设计 被引量：11
5
作者 夏凡 陈燎原 +3 位作者 宋显明 张锦华 罗萃文 潘宇东 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期341-347,共7页
介绍了HL-2M装置控制系统的静态架构、动态行为、控制理论以及模拟仿真。设计采用通讯网络将各控制子系统有机地连接起来,以实现各子系统的实时通讯和控制。等离子体放电控制系统将保证实验的各种参数达到预定要求,监控系统的故障处理... 介绍了HL-2M装置控制系统的静态架构、动态行为、控制理论以及模拟仿真。设计采用通讯网络将各控制子系统有机地连接起来,以实现各子系统的实时通讯和控制。等离子体放电控制系统将保证实验的各种参数达到预定要求,监控系统的故障处理机制可以减少各种实验异常对装置造成破坏,磁场控制系统的各种控制器则用来控制等离子体电流和位形,模拟仿真系统可以实现方便地验证控制器的目的。 展开更多
关键词 hl-2M装置 控制系统 概念设计
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HL-2M装置常规偏滤器与雪花减偏滤器热工水力分析对比 被引量：9
6
作者 黄文玉 郑国尧 +3 位作者 蔡立君 薛雷 卢勇 刘雨祥 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期34-41,共8页
采用SOLPS程序模拟预测HL-2M装置常规和雪花减偏滤器靶板上的热通量。当流入边缘等离子体区域的热功率约为10MW时,利用CFX/ANSYS软件分析这两类偏滤器各结构、冷却水温度分布及形变和热应力分布情况。结果表明:等离子体总功率相同,雪花... 采用SOLPS程序模拟预测HL-2M装置常规和雪花减偏滤器靶板上的热通量。当流入边缘等离子体区域的热功率约为10MW时,利用CFX/ANSYS软件分析这两类偏滤器各结构、冷却水温度分布及形变和热应力分布情况。结果表明:等离子体总功率相同,雪花减偏滤器靶板上的最高温度比常规偏滤器低169℃;雪花减偏滤器结构所承受的最大热应力和形变比常规偏滤器低约3/7。不改变热负载剖面分布,按一定比例提升热流密度或延长放电时间,雪花减偏滤器体现出比常规偏滤器靶板温升低、冷却水温均衡等优点。因此,雪花减偏滤器能处理更多流进偏滤器区域的热能,有效地降低偏滤器工程设计要求。 展开更多
关键词 hl-2M装置 雪花减偏滤器 热流密度 结构 冷却水
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HL-2M装置基本位形初步设计 被引量：8
7
作者 李佳鲜 陈谦 +3 位作者 张锦华 潘宇东 毛瑞 陈燎原 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期324-330,共7页
利用EFIT为HL-2M装置设计了孔栏位形、双零偏滤器位形和下单零偏滤器位形三种典型平衡位形;三种位形满足HL-2M装置的物理目标给出的位形参数的总体要求,即大半径1.78m、小半径0.65m,且位形具有高拉长比、大三角形变等特点。同时充分考... 利用EFIT为HL-2M装置设计了孔栏位形、双零偏滤器位形和下单零偏滤器位形三种典型平衡位形;三种位形满足HL-2M装置的物理目标给出的位形参数的总体要求,即大半径1.78m、小半径0.65m,且位形具有高拉长比、大三角形变等特点。同时充分考虑CS线圈电流对位形的影响和PF线圈电流限制,分别设计了等离子体电流为1.2MA和3MA的三种基本位形放电波形;利用TSC分析了等离子体电流为1.2MA的HL-2M装置放电演变过程中伏秒数消耗。 展开更多
关键词 hl-2M装置 平衡位形 EFIT TSC 放电波形 伏秒数
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HL-2A装置第一壁石墨组件研究 被引量：8
8
作者 王明旭 许增裕 +3 位作者 谌继明 吴继红 严龙文 白刚毅 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期24-28,共5页
HL 2A装置的第一壁由石墨构件、Cu偏滤器靶板和AISI304LN不锈钢真空室内壁组成。石墨构件总重量为44kg,覆盖面积为2 8m2,覆盖率为2 2%。由于HL 2A装置所用石墨件材料均为历经长期托卡马克实验和长期暴露大气的石墨材料,因此石墨构件的... HL 2A装置的第一壁由石墨构件、Cu偏滤器靶板和AISI304LN不锈钢真空室内壁组成。石墨构件总重量为44kg,覆盖面积为2 8m2,覆盖率为2 2%。由于HL 2A装置所用石墨件材料均为历经长期托卡马克实验和长期暴露大气的石墨材料,因此石墨构件的处理效果显得更为重要。介绍了EK98、SMF 800石墨材料、ASDEX装置用CFC、国产CFC的研究结果和HL 2A装置第一壁石墨材料预处理及其结果。 展开更多
关键词 hl-2A装置 石墨构件 托卡马克实验 化学腐蚀 吸放气性能 预处理
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HL-2M环向场线圈匝间剪切应力分析 被引量：7
9
作者 蔡立君 邹晖 +5 位作者 刘健 邱银 林涛 卢波 李广生 刘德权 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期135-141,共7页
介绍了HL-2M环向场线圈的基本结构设计及其承受的电磁载荷,分析了水平预加载、中心柱预应力筒以及环向抗扭支撑对线圈匝间剪切应力的影响。结果表明,水平预加载及预应力筒在中心柱内产生的压应力有利于提高中心柱的抗扭刚度;环向支撑刚... 介绍了HL-2M环向场线圈的基本结构设计及其承受的电磁载荷,分析了水平预加载、中心柱预应力筒以及环向抗扭支撑对线圈匝间剪切应力的影响。结果表明,水平预加载及预应力筒在中心柱内产生的压应力有利于提高中心柱的抗扭刚度;环向支撑刚度增加可减小线圈的面内剪切应力。在正常运行工况下,环向场线圈的最大匝间剪切应力小于8MPa,其结构设计满足线圈强度要求。对于大破裂瞬态事件,匝间最大剪切应力约12MPa,接近绝缘材料的剪切疲劳极限,建议采取破裂抑制措施避免该情况发生。 展开更多
关键词 hl-2M装置 环向场线圈 电磁载荷 剪切应力
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HL-2A真空室预装抽气与检漏试验 被引量：7
10
作者 曹曾 徐云仙 +4 位作者 付卫东 崔成和 刘德权 周才品 严建成 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期232-236,共5页
4套前级汇总式分子泵三级抽气机组由包括4套3500L·s-1分子泵、2套600L·s-1罗茨增压泵和2套70L·s-1机械泵组成,对环有效抽速为6 4m3·s-1(H2)。用氦质谱检漏仪、四级场质谱计与氦质谱检漏仪相结合的方法分别进行了零... 4套前级汇总式分子泵三级抽气机组由包括4套3500L·s-1分子泵、2套600L·s-1罗茨增压泵和2套70L·s-1机械泵组成,对环有效抽速为6 4m3·s-1(H2)。用氦质谱检漏仪、四级场质谱计与氦质谱检漏仪相结合的方法分别进行了零部件和真空室总体检漏,真空室总漏气率≤1.2×10-5Pa·m3·s-1。采用有效除气措施后,HL 2A真空室预装本底压强为1.1×10-4Pa。 展开更多
关键词 真空室 预装 试验 抽气系统 检漏 漏气率 hl-2A装置 托卡马克装置
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HL-2A装置辅助加热高压电源控制系统的设计与实现 被引量：7
11
作者 毛晓惠 李青 +2 位作者 王雅丽 宣伟民 姚列英 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期350-354,共5页
研制了HL-2A装置LHCD和ECRH系统使用的高压电源,其电源拓扑分别为晶闸管交流调压型和星点控制型高压电源,通过高压脉冲调制器给LHCD和ECRH系统供电,采用了波头补偿、前馈和反馈相结合的控制方法,弥补了电源拓扑本身固有的瞬态特性不足... 研制了HL-2A装置LHCD和ECRH系统使用的高压电源,其电源拓扑分别为晶闸管交流调压型和星点控制型高压电源,通过高压脉冲调制器给LHCD和ECRH系统供电,采用了波头补偿、前馈和反馈相结合的控制方法,弥补了电源拓扑本身固有的瞬态特性不足和发电机输出的不稳定性,使电源输出电压输出平顶的稳定度优于1%。介绍了高压电源的主回路结构,对高压电源的控制进行了论述,同时给出了实验结果。 展开更多
关键词 hl-2A装置 辅助加热 高压电源 电源控制系统 设计 power supply control system realization 高压脉冲调制器 电源输出 系统使用 系统供电 拓扑 瞬态特性 实验结果 控制方法 电压输出 不稳定性 LHCD ECRH
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HL-2A装置等离子体可见光成像系统 被引量：6
12
作者 郑银甲 冯震 +2 位作者 罗萃文 施乐 陈燎原 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期259-264,共6页
在HL 2A装置上研制了等离子体可见光成像系统,用于孔栏、偏滤器位形放电的诊断。该成像系统由彩色摄像机、观察窗和转向镜、广角收集和准直透镜组、采集卡和计算机组成。本文描述了系统的布局和各部件参数的匹配,报道了观测到的实验结... 在HL 2A装置上研制了等离子体可见光成像系统,用于孔栏、偏滤器位形放电的诊断。该成像系统由彩色摄像机、观察窗和转向镜、广角收集和准直透镜组、采集卡和计算机组成。本文描述了系统的布局和各部件参数的匹配,报道了观测到的实验结果。等离子体成像系统能监视放电的整个过程,实时显示可见光辐射图形,特别在识别孔栏与偏滤器位形放电的诊断中发挥了重要作用,成为HL 2A装置放电的重要诊断手段。 展开更多
关键词 诊断手段 光成像 观察 实验结果 放电 重要作用 成像系统 hl-2A装置 偏滤器 等离子体
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HL-2M装置内部输运垒湍流输运的GTC模拟研究
13
作者 肖政耀 李新霞 王森 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期14-20,共7页
HL-2M托卡马克是我国新一代磁约束聚变等离子体装置,目前已经实现了等离子体电流1 MA的高参数运行模式。本文采用回旋动理学GTC(Gyrokinetic Toroidal Code)程序,研究了具有双输运垒结构的先进运行模式下该装置内部输运垒(Internal Tran... HL-2M托卡马克是我国新一代磁约束聚变等离子体装置,目前已经实现了等离子体电流1 MA的高参数运行模式。本文采用回旋动理学GTC(Gyrokinetic Toroidal Code)程序,研究了具有双输运垒结构的先进运行模式下该装置内部输运垒(Internal Transport Barrier,ITB)的湍流输运。研究结果表明:ITB湍流输运呈现两次连续饱和过程,计算获得的平均离子热扩散系数约为首次饱和水平的两倍。对湍流发展的极向谱和线性色散关系的研究表明,第一次饱和湍流输运由波长kθρi~2.15的短波模式主导,而第二次饱和以kθρi~0.49的长波模式主导;同时,体系湍流的能量由短波模式反向级联到长波模式,湍流饱和阶段径向热扩散系数在输运垒位置处呈现“M”形分布。考虑等离子体带状流结构,数值模拟结果表明:该运行模式下带状流对湍流输运饱和水平没有明显的影响。此外,输运垒等离子体温度和密度梯度最大处对应的湍流饱和期的径向离子热扩散系数最低,极大地增强了对等离子体的约束。 展开更多
关键词 托卡马克 hl-2M装置 GTC湍流模拟 微观不稳定性
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基于深度学习的HL-2A鱼骨模识别算法研究
14
作者 朱晓博 夏凡 +9 位作者 杨宗谕 刘锋武 龚新文 刘宇航 张毅 施培万 陈伟 于利明 陈正威 钟武律 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期149-156,共8页
基于深度学习的方法,在HL-2A装置上开发出了一套鱼骨模(FB)识别算法。算法使用858(780次放电训练,78次放电验证)次放电数据、约46.38万数据切片进行训练与验证,得到了一个主要由卷积层、残差连接层、全连接层组成的卷积神经网络。为衡... 基于深度学习的方法,在HL-2A装置上开发出了一套鱼骨模(FB)识别算法。算法使用858(780次放电训练,78次放电验证)次放电数据、约46.38万数据切片进行训练与验证,得到了一个主要由卷积层、残差连接层、全连接层组成的卷积神经网络。为衡量算法的识别能力,该算法被用来扫描式地识别了HL-2A装置的780次放电数据,共识别出86820次FB区间,其中误识别4327次,误报率为4.75%。在实际的97145次FB区间中,漏识别10325次,对应的漏报率为10.63%,总整体的识别正确率达到了94.26%。该误报率和漏报率可以满足FB识别的精度要求。 展开更多
关键词 鱼骨模 神经网络 深度学习 hl-2A装置
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HL-2M真空室用Inconel 625材料性能研究 被引量：5
15
作者 黄运聪 冉红 +2 位作者 曹曾 侯吉来 宋斌斌 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期237-242,共6页
HL-2M真空室的主体材料被选为Inconel 625。通过研究3个产地的Inconel 625母材和焊缝的性能,对比分析了该种材料的各项性能参数。通过比较得到进口Inconel 625母材和焊接接头综合性能均最优。各项试验结果及分析对真空室部件的制造有重... HL-2M真空室的主体材料被选为Inconel 625。通过研究3个产地的Inconel 625母材和焊缝的性能,对比分析了该种材料的各项性能参数。通过比较得到进口Inconel 625母材和焊接接头综合性能均最优。各项试验结果及分析对真空室部件的制造有重要的指导意义。 展开更多
关键词 hl-2M装置 真空室 INCONEL 625
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基于PLC驱动的步进电机的HL-2A装置孔栏位移控制系统的设计与实现 被引量：5
16
作者 田培红 许婕 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期428-436,共9页
为了实现HL-2A装置孔栏位移自动控制,根据步进电机的应用原理,设计了孔栏位移自动控制系统。选用两相混合式步进电机,采用S7-300PLC作为主控制器,FM453作为步进电机的定位模块,实现了对孔栏步进电机的驱动、控制与检测。同时完成了与上... 为了实现HL-2A装置孔栏位移自动控制,根据步进电机的应用原理,设计了孔栏位移自动控制系统。选用两相混合式步进电机,采用S7-300PLC作为主控制器,FM453作为步进电机的定位模块,实现了对孔栏步进电机的驱动、控制与检测。同时完成了与上位机的通信,实现了对HL-2A装置孔栏位移设置和数据显示等功能。 展开更多
关键词 步进电机 可编程序控制器 控制驱动器 hl-2A装置 孔栏
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HL-2A装置器壁处理质谱分析 被引量：1
17
作者 周军 曹曾 +3 位作者 曹诚志 黄向玫 高霄雁 胡毅 《真空》 CAS 2023年第2期45-50,共6页
为了对HL-2A装置升级改造后的器壁处理效果展开分析,使用四极质谱计对HL-2A装置壁处理过程中或壁处理前后的残余气体进行了质谱测量。利用粒子平衡方程和质谱图变化分析了直流辉光放电清洗过程中的气体成分变化。研究了HL-2A装置壁处理... 为了对HL-2A装置升级改造后的器壁处理效果展开分析,使用四极质谱计对HL-2A装置壁处理过程中或壁处理前后的残余气体进行了质谱测量。利用粒子平衡方程和质谱图变化分析了直流辉光放电清洗过程中的气体成分变化。研究了HL-2A装置壁处理的性能并优化了He+D_(2)-GDC的氦氘比例参数。结果表明:HL-2A装置真空室烘烤除气后,残余气体中H2O所占百分比由烘烤前的92%降至56%,真空室真空度达到2.2×10^(-5)Pa;在不同阶段利用H2-GDC、He-GDC、He+D_(2)-GDC进行壁处理消除了真空室内部件升级改造对壁处理造成的不利影响,保障了HL-2A装置等离子体放电实验的开展。 展开更多
关键词 hl-2A装置 壁处理 质谱分析 辉光放电清洗 硅化
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HL-2M装置5MW-NBI加热束线偏转磁体研制 被引量：5
18
作者 曹建勇 周红霞 +3 位作者 刘鹤 杨宪福 余佩炫 魏会领 《核聚变与等离子体物理》 CSCD 北大核心 2017年第4期411-417,共7页
根据HL-2M装置5MW-NBI加热束线总体设计参数、注入器的部件空间布局、几何汇聚特点等,建立了基于8饼线圈的注入器偏转磁体3D模型。利用电磁场模拟软件CST Studio详细模拟了注入器的偏转磁体产生的偏转磁场分布,不同成份离子束的偏转轨... 根据HL-2M装置5MW-NBI加热束线总体设计参数、注入器的部件空间布局、几何汇聚特点等,建立了基于8饼线圈的注入器偏转磁体3D模型。利用电磁场模拟软件CST Studio详细模拟了注入器的偏转磁体产生的偏转磁场分布,不同成份离子束的偏转轨迹。在模拟分析结果的基础上优化了偏转磁体的物理结构,完成了磁体的工程设计、加工和测试。偏转磁体的磁场测试结果表明,测试值与CST计算值的偏差小于±5%,达到注入器偏转磁体设计要求。 展开更多
关键词 hl-2M装置 NBI加热束线 偏转磁体 离子吞噬器
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HL-2A装置位形及垂直不稳定性控制 被引量：5
19
作者 李芳著 高庆弟 张锦华 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期199-202,共4页
优化设计了HL 2A装置双零偏滤器位形,使拉长比k95和三角形变δ95分别达到1 2和0 4,同时研究了它们的垂直不稳定性控制问题。
关键词 hl-2A装置 控制 双零偏滤器位形 拉长比 三角形变 垂直不稳定性 等离子体 托卡马克装置
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HL-2A托卡马克装置真空系统 被引量：5
20
作者 曹曾 崔成和 +5 位作者 徐云仙 付卫东 许正华 刘德权 蔡萧 高霄燕 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期59-64,共6页
介绍了HL 2A装置真空系统研制。它由真空主抽气系统、抽气偏滤器、直流辉光放电清洗系统组成。主抽气系统提供了装置真空室从大气到高真空、烘烤除气、直流辉光放电清洗所需要的抽气能力。抽气偏滤器初步实现了托卡马克放电过程中边缘... 介绍了HL 2A装置真空系统研制。它由真空主抽气系统、抽气偏滤器、直流辉光放电清洗系统组成。主抽气系统提供了装置真空室从大气到高真空、烘烤除气、直流辉光放电清洗所需要的抽气能力。抽气偏滤器初步实现了托卡马克放电过程中边缘粒子的抽运与控制;直流辉光放电清洗系统保证了装置良好的真空器壁条件。介绍了这些系统的初步运行情况,并给出了其测试结果。HL 2A装置首轮物理实验运行时真空室极限真空度达到4.6×10-6Pa,12h总漏放气率为1.8×10-5Pa·m3·s-1。 展开更多
关键词 hl-2A装置 偏滤器 直流辉光放电 托卡马克装置 真空室 真空系统 放电过程 粒子 物理实验 条件
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