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HL-2A装置2MW电子回旋共振加热系统研制 被引量:19
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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 等离子体加热
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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
3
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 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
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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 高功率 电子回旋共振加热 磁约束核聚变能
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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
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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
6
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 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
7
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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EAST装置电子回旋共振加热系统中央控制器设计 被引量:1
8
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 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
9
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
10
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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HL-1M装置电子回旋加热过程中的超热电子测量 被引量:1
11
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-2A装置电子回旋加热系统传输线机械设计
12
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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自研28 GHz/50 kW回旋管实现长时间连续运行
13
作者 胡林林 黄麒力 +7 位作者 卓婷婷 胡鹏 龚胜刚 孙迪敏 蒋艺 马国武 陈洪斌 马弘舸 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-3,共3页
介绍了中国工程物理研究院应用电子学研究所针对磁约束聚变装置电子回旋共振加热(ECRH)系统、重离子加速器电子回旋共振(ECR)离子源以及前沿科技探索应用研制的28 GHz/50 kW连续波回旋管最新实验结果。研究团队在2019年该回旋管实现50 k... 介绍了中国工程物理研究院应用电子学研究所针对磁约束聚变装置电子回旋共振加热(ECRH)系统、重离子加速器电子回旋共振(ECR)离子源以及前沿科技探索应用研制的28 GHz/50 kW连续波回旋管最新实验结果。研究团队在2019年该回旋管实现50 kW/30 s运行的基础上,通过结构优化和稳定性设计验证,最终实现了在10~50 kW功率范围多个功率水平的稳定长时间连续运行,典型运行结果为16 kW/3000 s、26 kW/900 s、46 kW/1800 s、50 kW/300 s,特别在输出功率32 kW连续稳定工作了400 min。这是国内首次研制出小时级连续工作的中等功率回旋管。 展开更多
关键词 回旋 电子回旋共振加热 ECR离子源 连续波 磁约束聚变
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HL-2A装置ECRH阳极高压电源系统研制 被引量:12
14
作者 陈文光 康自华 +1 位作者 王明伟 饶军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期239-243,共5页
ECRH阳极高压电源系统由高压直流电源及调制器两部分组成。高压直流电源采用晶闸管调节升压变压器的输入电压,在低电位端利用三极管串联线性调整输出DC电压,控制器采用了内外双闭环控制技术,其最大输出为30kV/130mA;调制器使用真空四极... ECRH阳极高压电源系统由高压直流电源及调制器两部分组成。高压直流电源采用晶闸管调节升压变压器的输入电压,在低电位端利用三极管串联线性调整输出DC电压,控制器采用了内外双闭环控制技术,其最大输出为30kV/130mA;调制器使用真空四极管为核心部件。使用仿真软件对电路进行了优化设计。独立调试实验及HL-2A装置放电实验数据表明,该电源系统具有大范围调压、低纹波输出、快速调制等特点。 展开更多
关键词 电子回旋共振加热 高压电源 调制器 真空四极管
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HL-1M装置ECRH系统的研制与实验 被引量:5
15
作者 饶军 刘永 +7 位作者 夏华 袁勇 解丽风 丁玄同 李晓东 王明伟 康自华 刘光钰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期70-76,共7页
在HL 1M装置上研制了一套75GHz、500kW/50ms的大型电子回旋共振加热系统,设计了准光学传输系统和顶部、水平两套天线,对系统进行了调试,获得了最佳的系统参数和运行条件,并开展了各种O模和X模实验。在单管250kW的基波O模的实验中,获得... 在HL 1M装置上研制了一套75GHz、500kW/50ms的大型电子回旋共振加热系统,设计了准光学传输系统和顶部、水平两套天线,对系统进行了调试,获得了最佳的系统参数和运行条件,并开展了各种O模和X模实验。在单管250kW的基波O模的实验中,获得电子温度提高40%,电流位形负剪切分布以及鱼骨模不稳定性研究等重要的物理实验结果。 展开更多
关键词 HL-1M装置 ECRH系统 研制 实验 托卡马克装置 电子回旋共振加热系统 天线 准光学传输系统 微波系统
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ECRH负高压脉冲电源系统控制特性研究 被引量:4
16
作者 杜少武 丁同海 +2 位作者 徐宁 刘宝华 高衡初 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期181-185,共5页
负高压脉冲电源是ECRH系统最重要的组成部分之一。电源系统工作的可靠性与稳定性直接影响整个ECRH系统的运行。给出了电源系统各环节的动态数学模型,设计出带有前馈的PI调节器。利用MATLAB仿真确定了调节器参数。实验结果显示,该电源系... 负高压脉冲电源是ECRH系统最重要的组成部分之一。电源系统工作的可靠性与稳定性直接影响整个ECRH系统的运行。给出了电源系统各环节的动态数学模型,设计出带有前馈的PI调节器。利用MATLAB仿真确定了调节器参数。实验结果显示,该电源系统具有较好的控制特性。 展开更多
关键词 ECRH 负高压脉冲电源系统 控制特性 可靠性 稳定性 动态数学模型 电子回旋共振加热 PI调节器
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HL-2A装置ECRH系统的新天线设计 被引量:2
17
作者 王超 周俊 +2 位作者 曾建尔 陈罡宇 饶军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期339-344,共6页
应用准光学原理设计了HL-2A装置电子回旋共振加热(ECRH)系统新的集束天线,该天线能使4束68GHz/500kW/1s电子回旋波通过椭球镜聚焦和平面镜的反射,从一个直径350mm装置窗口同时注入托卡马克,对等离子体实现加热。根据基模高斯束的传播原... 应用准光学原理设计了HL-2A装置电子回旋共振加热(ECRH)系统新的集束天线,该天线能使4束68GHz/500kW/1s电子回旋波通过椭球镜聚焦和平面镜的反射,从一个直径350mm装置窗口同时注入托卡马克,对等离子体实现加热。根据基模高斯束的传播原理得出,在装置环向横截面中心处单条波束的功率密度为158MW·m-2,功率密度降为中心密度的1/e2的半径为31.7mm,微波束经过镜面聚焦和反射产生的欧姆损失和衍射损失分别为0.27%和0.64%。利用有限元分析软件Ansys对镜面进行热分析得到,在1s脉冲载荷下最大镜面温升仅为0.47℃,镜面可以自然冷却。 展开更多
关键词 HL-2A装置 ECRH 系统 天线设计 tokamak antenna new 镜面 功率密度 电子回旋共振加热 有限元分析软件 电子回旋 自然冷却 中心 原理设计 托卡马克 损失 脉冲载荷 聚焦 反射
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基于脉冲步进调制技术的ECRH全固态阳极高压电源控制系统设计
18
作者 饶益花 陈文光 +3 位作者 胡波 饶军 冯鲲 康自华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2276-2282,共7页
电子回旋共振管是产生高功率毫米微波的真空电子器件,在可控热核聚变研究、雷达等领域中有重要的应用。针对可控热核聚变研究中1 MW/105GHz回旋管加热系统阳极电源幅度可调且调制的要求,使用高频开关电源技术和脉冲步进调制技术(PSM)研... 电子回旋共振管是产生高功率毫米微波的真空电子器件,在可控热核聚变研究、雷达等领域中有重要的应用。针对可控热核聚变研究中1 MW/105GHz回旋管加热系统阳极电源幅度可调且调制的要求,使用高频开关电源技术和脉冲步进调制技术(PSM)研制了全固态阳极高压电源。重点阐述了阳极高压电源实现稳压、调制、前沿时间可调功能的软件控制算法,并通过实验对设计进行了验证。该阳极高压电源具有单脉冲、多脉冲调制和六电平预置波形等3种模式输出功能;输出参数达到35kV/200mA,波形前沿3ms内可调,最大调制频率为1kHz,调节精度在100V以内。设计的控制方法也可应用于其他大功率微波源。 展开更多
关键词 回旋 电子回旋共振加热 脉冲步进调制 高压电源 控制系统
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HL-2A装置ECRH水冷却系统的研制 被引量:2
19
作者 杨家兴 张劲松 +3 位作者 杨继芳 刘光钰 唐芳群 田培红 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期150-153,共4页
研制了压强达0.6MPa总流量达94m3·h-1的HL-2A装置电子回旋共振加热水冷却系统,介绍了该系统的设计、水压控制和参数测量。计算了水压降和高电压环境中水电阻,测得的回旋管阳极水回路中的漏电流小于1mA。
关键词 电子回旋共振加热 水冷系统 水电阻
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HT-7托卡马克ECRH系统传输线设计 被引量:1
20
作者 杨坤 方瑜德 +2 位作者 张丽霞 杨长春 琚松青 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期129-132,共4页
给出了用于HT 7超导托卡马克聚变实验装置的电子回旋共振加热 (ECRH)系统大功率毫米波传输线的设计 .该传输线将回旋管输出的频率为 6 0GHz ,峰值功率 2 0 0KW ,脉冲宽度不大于 10 0ms的毫米波传输数十米 .在传输过程中将最初的TE0 2 ... 给出了用于HT 7超导托卡马克聚变实验装置的电子回旋共振加热 (ECRH)系统大功率毫米波传输线的设计 .该传输线将回旋管输出的频率为 6 0GHz ,峰值功率 2 0 0KW ,脉冲宽度不大于 10 0ms的毫米波传输数十米 .在传输过程中将最初的TE0 2 波转换为TE0 1波 ,再进一步转换至准线性TE11波 ,最终通过准光学天线将该毫米波以一定的角度发射到托卡马克等离子体中 . 展开更多
关键词 HT-7托卡马克 ECRH系统 设计 传输线 毫米波 电子回旋共振加热系统 核聚变装置
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