HL-2A装置2MW电子回旋共振加热系统研制 被引量：19

1

作者 饶军 李波 +10 位作者 周俊 姚列英 康自华 王明伟 李立 冯鲲 黄梅 陆志鸿 张劲松 李青 刘永 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期324-330,共7页

HL-2A装置电子回旋共振加热系统的主要指标是2MW/1s/68GHz,系统由4个单元组成,每个单元包括一只回旋管,微波传输系统,控制保护测量和冷却等子系统。通过对ECRH系统和回旋管的调试,每只管子微波输出功率500kW,脉冲宽度1s,四管并联运行时... HL-2A装置电子回旋共振加热系统的主要指标是2MW/1s/68GHz,系统由4个单元组成,每个单元包括一只回旋管,微波传输系统,控制保护测量和冷却等子系统。通过对ECRH系统和回旋管的调试,每只管子微波输出功率500kW,脉冲宽度1s,四管并联运行时总输出功率达到1.63MW,系统使用效率高于80%。 展开更多

关键词 电子回旋共振加热 回旋管 等离子体加热

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HL-1M装置离子回旋共振加热系统及初步实验 被引量：6

2

作者 陆志鸿 王恩耀 +4 位作者 曾建尔 赵培福 宣伟民 康自华 王鑫全 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期48-53,共6页

新建成的HL1M装置离子回旋共振加热(ICRH)射频系统,经工程联调,已达到输出功率500kW、脉宽100ms、频率26～36MHz。在环向场BT=2T、等离子体电流Ip=150kA、电子密度ne=(1～5)×1013cm-3条件下,首次对HL1M装置以氢为少数粒子的氘等离... 新建成的HL1M装置离子回旋共振加热(ICRH)射频系统,经工程联调,已达到输出功率500kW、脉宽100ms、频率26～36MHz。在环向场BT=2T、等离子体电流Ip=150kA、电子密度ne=(1～5)×1013cm-3条件下,首次对HL1M装置以氢为少数粒子的氘等离子体进行了离子回旋共振加热实验,使电子温度上升了20%。 展开更多

关键词 离子回旋共振加热 射频系统 高频机 HL-1M装置

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HL-2A装置1MW电子回旋共振加热传输系统研制 被引量：4

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作者 周俊 陈罡宇 +4 位作者 张劲松 饶军 宋绍栋 黄梅 刘永 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期277-279,共3页

HL-2A装置1MW/68GHz/1s电子回旋共振加热传输系统有两条传输线,每条传输线包括波纹波导、换向波导和直流隔离器。HE11模式微波在波导中传输,微波损失小且模式纯度高。用激光校准及用热敏纸测量短脉冲微波模式分布的手段确保传输线的准... HL-2A装置1MW/68GHz/1s电子回旋共振加热传输系统有两条传输线,每条传输线包括波纹波导、换向波导和直流隔离器。HE11模式微波在波导中传输,微波损失小且模式纯度高。用激光校准及用热敏纸测量短脉冲微波模式分布的手段确保传输线的准直性。传输线的倾斜角度小于0.0054rad。 展开更多

关键词 HL-2A装置 电子回旋共振加热 传输系统 波纹波导

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HL-2M装置电子回旋共振加热及电流驱动系统设计与研制进展 被引量：3

4

作者 黄梅 王贺 +7 位作者 张峰 陈罡宇 梁军 王洁琼 叶际若 饶军 宋绍栋 等离子体波加热团队 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期495-499,共5页

根据HL-2M装置物理实验加热的需求,完成了总功率为8MW的电子回旋共振加热及电流驱动(ECRH/ECCD)系统设计,开展了波源、传输及天线等关键部件研制。8MWECRH/ECCD系统,由8套105GHz/1MW/3s波源系统、8条内径为63.5mm的真空传输线及三套极... 根据HL-2M装置物理实验加热的需求,完成了总功率为8MW的电子回旋共振加热及电流驱动(ECRH/ECCD)系统设计,开展了波源、传输及天线等关键部件研制。8MWECRH/ECCD系统,由8套105GHz/1MW/3s波源系统、8条内径为63.5mm的真空传输线及三套极向实时可控的发射天线构成。目前,已完成ECRH/ECCD系统关键部件研制及其相关的桌面与高功率性能测试。测试结果表明,微波源回旋管输出微波功率达到;MW/3s,在真空度为10-2Pa的过模波纹圆波导传输线中能低耗稳定传输,发射天线极向全量程角度转动响应时间在50ms以内。 展开更多

关键词 HL-2M装置 电子回旋共振加热及电流驱动 回旋管 传输线 天线

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用于磁约束核聚变电子回旋共振加热系统的兆瓦级回旋管 被引量：4

5

作者 冯进军 张亦弛 +1 位作者 刘本田 曾旭 《微波学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期54-61,共8页

磁约束核聚变能是目前人类认识到可以根本解决人类能源问题的重要途径之一。电子回旋共振加热(ECRH)和电流驱动(ECCD)是核聚变装置等离子体温度达到约1亿度稳定聚变条件的主要加热方式。而回旋管是ECRH系统高功率微波源的核心器件。本... 磁约束核聚变能是目前人类认识到可以根本解决人类能源问题的重要途径之一。电子回旋共振加热(ECRH)和电流驱动(ECCD)是核聚变装置等离子体温度达到约1亿度稳定聚变条件的主要加热方式。而回旋管是ECRH系统高功率微波源的核心器件。本文针对磁约束核聚变能ECRH系统所需的高功率微波源介绍了国内外兆瓦级回旋管的技术发展、研究现状和发展趋势,并探讨了回旋管的未来研究方向。 展开更多

关键词 回旋管 高功率 电子回旋共振加热 磁约束核聚变能

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EAST离子回旋共振加热系统调制型高压电源研究 被引量：2

6

作者 王磊 赵燕平 +1 位作者 黄懿赟 金国卫 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期49-54,共6页

介绍了EAST离子回旋共振加热系统调制型高压电源的总体设计方案,详细讨论了电源模块的构造、电路和工作原理,对电源控制保护系统的组成部分及其功能做了全面的论述,对电源的调制和短路保护能力进行了实际测试,给出了相应的实验数据和波... 介绍了EAST离子回旋共振加热系统调制型高压电源的总体设计方案,详细讨论了电源模块的构造、电路和工作原理,对电源控制保护系统的组成部分及其功能做了全面的论述,对电源的调制和短路保护能力进行了实际测试,给出了相应的实验数据和波形,证明了电源设计方案的正确性和可靠性。 展开更多

关键词 离子回旋共振加热 高压电源 调制 脉冲阶梯调制技术

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托卡马克中离子迴旋共振加热天线的电动力问题 被引量：2

7

作者 沈学民 《电子科学学刊》 CSCD 1992年第2期170-175,共6页

本文讨论了在设计离子迴旋共振加热天线时,如何考虑由于等离子体破裂引起的强等离子体电流瞬时变化加于天线的电动力的影响。这种影响往往是这种天线设计过程中所遇到的最困难的问题之一。本文将给出考虑这种电动力的方法以及计算公式... 本文讨论了在设计离子迴旋共振加热天线时,如何考虑由于等离子体破裂引起的强等离子体电流瞬时变化加于天线的电动力的影响。这种影响往往是这种天线设计过程中所遇到的最困难的问题之一。本文将给出考虑这种电动力的方法以及计算公式。结合HT-6M托卡马克的天线参数,给出了计算结果。 展开更多

关键词 离子回旋 共振加热 电动力 天线

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EAST电子回旋共振加热效果的数值模拟和分析 被引量：1

8

作者 韦维 李妙辉 王晓洁 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期144-151,共8页

为了给EAST电子回旋共振加热物理实验提供理论依据和模拟预测,从电子热输运方程出发,运用CRONOS输运程序对不同等离子体和波参数下,电子回旋加热效果进行了数值模拟计算。给出不同电子回旋波功率、入射角、电子密度和纵场等参数对电子... 为了给EAST电子回旋共振加热物理实验提供理论依据和模拟预测,从电子热输运方程出发,运用CRONOS输运程序对不同等离子体和波参数下,电子回旋加热效果进行了数值模拟计算。给出不同电子回旋波功率、入射角、电子密度和纵场等参数对电子回旋加热效果的影响,预测在不同参数下,电子温度、等离子体总内能和能量约束时间的变化,分析了其原因,并与实验结果进行了初步的比较。 展开更多

关键词 EAST 电子回旋共振加热 数值模拟

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电子回旋共振加热系统中全固态阳极高压电源硬件电路设计 被引量：4

9

作者 黄波 黄梅 +3 位作者 陈文光 饶军 冯鲲 康自华 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期55-62,共8页

介绍了电子回旋共振加热(ECRH)系统中全固态阳极高压电源的硬件设计方法。阳极电源采用高频PWM和PSM控制技术相结合的方法。前级使用SG3525来控制IGBT完成高频逆变,后级由59个模块串接输出而成,通过反馈第一级模块输出电压,实现每个模... 介绍了电子回旋共振加热(ECRH)系统中全固态阳极高压电源的硬件设计方法。阳极电源采用高频PWM和PSM控制技术相结合的方法。前级使用SG3525来控制IGBT完成高频逆变,后级由59个模块串接输出而成,通过反馈第一级模块输出电压,实现每个模块输出电压的基本稳定;后级输出电压通过DSP控制PSM模块的通断个数以及第59个模块BUCK电路的占空比,实现输出电压的叠加输出,让输出电压能在35k V内全范围调节,输出电流最大为200m A,调制频率达1k Hz以上。输出波形有3种工作模式,波形前沿时间能在3ms内调节。经过在假负载及ECRH实验平台上的测试,电源性能稳定,证明该硬件设计方法可行。 展开更多

关键词 回旋管 电子回旋共振加热 脉冲步进调制 高压电源 硬件电路

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EAST装置电子回旋共振加热系统波纹圆波导研究 被引量：5

10

作者 吴大俊 王晓洁 +2 位作者 徐旵东 刘甫坤 单家方 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期72-76,81,共6页

在EAST装置上正在建设140GHz/4MW/1000s电子回旋共振加热(ECRH)系统,单个回旋管输出的1MW功率通过波纹圆波导传输到天线聚焦镜上,然后经天线反射镜进入等离子体。运用表面阻抗法对波纹圆波导进行了理论分析,针对EAST装置ECRH系统需求的1... 在EAST装置上正在建设140GHz/4MW/1000s电子回旋共振加热(ECRH)系统,单个回旋管输出的1MW功率通过波纹圆波导传输到天线聚焦镜上,然后经天线反射镜进入等离子体。运用表面阻抗法对波纹圆波导进行了理论分析,针对EAST装置ECRH系统需求的140GHz波纹圆波导进行了设计研究,所设计的波导传输模式为HE11模,具备1MW连续波运行能力且欧姆损耗低于0.02d B/100m,同时分析了HE11模在波导口外辐射模式及其与TEM00模耦合特性。 展开更多

关键词 电子回旋共振加热 波纹圆波导 HE11模

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电子回旋共振加热系统中功率监测用高速高精度放大器的设计 被引量：2

11

作者 徐伟业 刘甫坤 +3 位作者 徐旵东 汤允迎 侯芳 冯建强 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第7期65-73,共9页

设计了高速高精度低噪声放大器用于磁约束核聚变中电子回旋共振加热系统中入射和反射功率的实时监测。提出了模块化的高速高精度放大器设计方案。给出了放大器的稳定性、响应速度、噪声、失调等特性的分析方法和仿真方法。基于Labview... 设计了高速高精度低噪声放大器用于磁约束核聚变中电子回旋共振加热系统中入射和反射功率的实时监测。提出了模块化的高速高精度放大器设计方案。给出了放大器的稳定性、响应速度、噪声、失调等特性的分析方法和仿真方法。基于Labview构建了放大器自动测试系统,测试了实际放大器的响应速度和精度并对实际测量结果给出分析。在常用配置（三级放大器放大倍数分别为10-20倍、30-50倍、2-20倍）情况下,级联放大器的响应时间小于10μs,等效输入噪声电压小于60μV,等效输入失调电压最大不超过32μV。放大器的性能、稳定性和可靠性在电子回旋实验中得到了验证。 展开更多

关键词 放大器 高精度 核聚变 电子回旋共振加热 LABVIEW

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EAST装置电子回旋共振加热系统中央控制器设计 被引量：1

12

作者 杨永 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期234-239,共6页

介绍了基于可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的电子回旋共振加热(ECRH)系统中央控制器的设计,阐述了中央控制器对输入的总控触发信号、等离子体电流信号、ECRH系统状态信号、高压输出状态信号、波输出状态信号、各类停止信号以及各输出控制... 介绍了基于可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的电子回旋共振加热(ECRH)系统中央控制器的设计,阐述了中央控制器对输入的总控触发信号、等离子体电流信号、ECRH系统状态信号、高压输出状态信号、波输出状态信号、各类停止信号以及各输出控制信号等的处理与控制逻辑。对FPGA程序做了时序仿真,仿真结果表明,该控制器能够实时响应总控触发信号、精确控制阴极与阳极高压电源的开关、处理各种异常情况,满足ECRH系统的控制需求,且具有极高的可靠性。 展开更多

关键词 EAST 电子回旋共振加热 回旋管 中央控制器

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电子回旋共振加热波参数控制系统设计

13

作者 刘贺 徐旵东 +1 位作者 徐伟业 刘甫坤 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2019年第6期748-753,共6页

为确保电子回旋系统稳定可靠的运行,基于图形化编程语言LabView设计了电子回旋共振加热波参数控制系统实现对超导磁体电源、阳极电源和灯丝电源的监测和控制,设置电源电压、电流等基本参数;以及在TORAY等计算程序的协同作用下,通过其计... 为确保电子回旋系统稳定可靠的运行,基于图形化编程语言LabView设计了电子回旋共振加热波参数控制系统实现对超导磁体电源、阳极电源和灯丝电源的监测和控制,设置电源电压、电流等基本参数;以及在TORAY等计算程序的协同作用下,通过其计算得到的波束入射角度等参数实现对极化器电机的控制,促进等离子体对电子回旋波的吸收。 展开更多

关键词 电子回旋共振加热 电源系统 LABVIEW 极化器

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电子回旋共振加热稳态运行控制系统设计

14

作者 胡涛 徐旵东 +4 位作者 徐伟业 杨永 冯建强 胡怀传 张健 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第4期645-650,共6页

为了实现EAST上电子回旋共振加热(ECRH)系统在长脉冲放电下的稳态运行,设计了一套ECRH稳态运行控制系统。该系统通过多种模式切换,运用重新启动和多组回旋管轮流运行的方案提高ECRH系统在EAST装置的400~1000s长脉冲放电过程中的连续运... 为了实现EAST上电子回旋共振加热(ECRH)系统在长脉冲放电下的稳态运行,设计了一套ECRH稳态运行控制系统。该系统通过多种模式切换,运用重新启动和多组回旋管轮流运行的方案提高ECRH系统在EAST装置的400~1000s长脉冲放电过程中的连续运行能力。本设计采用NI CompactRIO及其组件作为下位机,使用LabVIEW语言编写程序。本系统响应迅速,时序准确,能够实现长脉冲放电下ECRH系统的稳态运行。 展开更多

关键词 电子回旋共振加热系统 稳态运行 重新启动 LABVIEW

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磁等离子体发动机中离子回旋共振加热多组分流体模拟

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作者 杨振宇 范威 +2 位作者 鲁海峰 张元哲 韩先伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期200-208,共9页

离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonance Heating,ICRH)单元的加热效果对磁等离子体发动机(Magnetoplasma Rocket Engine,MPRE)的推力性能有至关重要影响。为研究ICRH的加热效果,本文建立了用于模拟MPRE中ICRH单元的二维轴对称多组... 离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonance Heating,ICRH)单元的加热效果对磁等离子体发动机(Magnetoplasma Rocket Engine,MPRE)的推力性能有至关重要影响。为研究ICRH的加热效果,本文建立了用于模拟MPRE中ICRH单元的二维轴对称多组分流体模型,并采用该模型对MPRE中螺旋波等离子体源的工作模式与不同输入条件的ICRH单元进行了模拟。计算结果表明:螺旋波等离子体源在放电过程中要经历从Trivelpiece-Gould (TG)波模式向螺旋波模式的转变过程,模式转变时电子温度出现峰值,等离子体密度迅速上升;开启ICRH输入后,电子参数基本不变,离子温度有明显提升,表明ICRH单元对离子有显著加热效果;此外,离子温度随ICRH输入增大而升高,ICRH输入电流150A时,离子温度可达50eV以上。 展开更多

关键词 磁等离子体发动机 螺旋波等离子体源 离子回旋共振加热 能量耦合 流体模拟

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EAST装置上新型离子回旋天线法拉第屏蔽的设计及应用

16

作者 梁启超 张伟 +3 位作者 刘鲁南 秦成明 毛玉周 杨桦 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第1期1-6,共6页

为达到全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)长脉冲高功率目标,提高离子回旋波与等离子体的耦合效率,并降低离子回旋共振加热(ICRH)天线法拉第屏蔽的热负载,需对ICRH天线中的法拉第屏蔽进行优化设计。通过RAPLICASOL ICRH天线计算模型对... 为达到全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)长脉冲高功率目标,提高离子回旋波与等离子体的耦合效率,并降低离子回旋共振加热(ICRH)天线法拉第屏蔽的热负载,需对ICRH天线中的法拉第屏蔽进行优化设计。通过RAPLICASOL ICRH天线计算模型对法拉第屏蔽结构进行计算分析,综合考虑最大电场强度、耦合阻抗以及离子回旋天线有限的内部空间,最终确定了法拉第屏蔽的结构尺寸。然后对法拉第屏蔽的流热分布进行了优化和分析。经过仿真优化设计,在300s运行条件下,法拉第屏蔽最高温度为300℃,满足法拉第屏蔽热设计要求。该天线于2021年成功应用于EAST实验。实验结果表明,新ICRH天线的耦合及加热效率明显提高,已完成1.5MW/30s和0.5MW/300s的长脉冲实验,并且法拉第屏蔽最高温度为330℃,满足ICRH天线的设计要求。 展开更多

关键词 EAST 离子回旋共振加热天线 耦合效率 法拉第屏蔽

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ICRH发射机帘栅电源控制系统的设计与实现

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作者 陶锐 王磊 +2 位作者 朱光辉 秦成明 孙玉鹏 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第8期1215-1221,共7页

本文针对离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonance Heating,ICRH)系统中高频发射机帘栅电源的控制需求,提出了一种基于西门子Smart200 PLC的帘栅电源控制系统解决方案。该系统通过集成化的采样模块、逻辑判断与保护模块和控制与反馈模... 本文针对离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonance Heating,ICRH)系统中高频发射机帘栅电源的控制需求,提出了一种基于西门子Smart200 PLC的帘栅电源控制系统解决方案。该系统通过集成化的采样模块、逻辑判断与保护模块和控制与反馈模块,满足DB930电子管对帘栅电源的稳定性与快速保护需求,实现了对高频发射机的帘栅电源的精确控制和保护。提升了抗干扰能力与控制精度。该设计可为未来受控热核聚变离子回旋高频发射机的稳定运行提供技术保障。 展开更多

关键词 离子回旋共振加热(ICRH) 帘栅电源 PLC控制 过流保护

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HL-1M装置电子回旋加热过程中的超热电子测量 被引量：1

18

作者 杨进蔚 张炜 曾庆希 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期7-10,共4页

在HL 1M托卡马克上进行的电子回旋共振加热实验表明,在低等离子体密度加热过程中,产生大量的超热电子。由Si(Li)和碘化汞(HgI2)半导体探测器阵列测量到的软X射线和中能(15～150keV)X射线能谱,得到超热电子的温度在30～60keV范围内。中能... 在HL 1M托卡马克上进行的电子回旋共振加热实验表明,在低等离子体密度加热过程中,产生大量的超热电子。由Si(Li)和碘化汞(HgI2)半导体探测器阵列测量到的软X射线和中能(15～150keV)X射线能谱,得到超热电子的温度在30～60keV范围内。中能X射线辐射强度测量结果证实,等离子体对电子回旋波的吸收是定域性的。在超热电子对MHD的相互作用中,主要的m n=2 1模没有增强或抑制现象。 展开更多

关键词 HL-1M装置 高能物理实验 电子回旋共振加热 超热电子 碘化汞半导体探测器阵列 X射线辐射 撕裂模

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HL-1M装置ICRF加热实验中RF波对MHD的影响

19

作者 曾建尔 陆志鸿 +8 位作者 郭干城 洪文玉 赵培福 宣伟民 邓中朝 罗俊林 崔正英 丁玄同 刘永 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期183-187,共5页

研究了HL 1M装置离子回旋共振频率加热实验中RF波对MHD的影响。软X射线观测结果表明 ,注入RF波会诱发锯齿。在有些放电中 ,也观察到RF波有抑制锯齿振荡和蛇形扰动的现象。RF波注入期间 ,观察到边缘等离子体密度和Dα 辐射下降 ,中心密... 研究了HL 1M装置离子回旋共振频率加热实验中RF波对MHD的影响。软X射线观测结果表明 ,注入RF波会诱发锯齿。在有些放电中 ,也观察到RF波有抑制锯齿振荡和蛇形扰动的现象。RF波注入期间 ,观察到边缘等离子体密度和Dα 辐射下降 ,中心密度增加。马赫探针数据的分析和计算表明 。 展开更多

关键词 HL-1M装置 ICRF 加热实验 RF波 MHD 离子回旋共振加热 锯齿抑制 约束改善 托卡马克装置 等离子体

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HL-2A装置电子回旋加热系统传输线机械设计

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作者 陈罡宇 周俊 +2 位作者 黄梅 夏冬辉 饶军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期43-47,共5页

68GHz ECRH系统由6套0.5MW/1s(1.5s)子系统构成,140GHz ECRH系统由2套1MW/3s子系统构成。每套子系统由独立的传输线与天线相连,再通过天线注入等离子体。68GHz ECRH子系统为非真空传输线,以内径为80mm的过模波纹圆波导为主要传输部件,... 68GHz ECRH系统由6套0.5MW/1s(1.5s)子系统构成,140GHz ECRH系统由2套1MW/3s子系统构成。每套子系统由独立的传输线与天线相连,再通过天线注入等离子体。68GHz ECRH子系统为非真空传输线,以内径为80mm的过模波纹圆波导为主要传输部件,包括隔直器、弹性波导、换向波导和一个槽纹深度为l/2的极化器;140GHz ECRH子系统为真空传输线,以内径为63.5mm的过模波纹圆波导为主要传输部件,包括隔直器、弹性波导、换向波导、转换开关、抽气波导和槽纹深度分别为l/4与l/8的极化器。经过不断地完善,68GHz ECRH系统传输线已成功运用于ECRH运行中,整条传输线的输送效率可以达到90%左右。对于140GHz ECRH系统,已完成了传输部件的整体设计,目前正在进行相关部件加工测试。 展开更多

关键词 HL-2A装置 电子回旋共振加热系统 传输线

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