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

1

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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HL-2A装置2MW电子回旋共振加热系统研制 被引量：19

2

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-2A装置1MW电子回旋共振加热传输系统研制 被引量：4

3

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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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

4

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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ITER中的电子回旋波电流驱动模拟 被引量：2

5

作者 彭晓炜 龚学余 +3 位作者 刘文艳 刘燕 黄千红 李新霞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期162-165,共4页

通过将相对论Fokker-Planck方程与波迹方程联合求解,对ITER(国际热核实验反应堆)参数下的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟。结果表明,当波的环向发射角度不太大时,波功率沉积将发生在ITER的强场侧。当环向发射角度为21°时,电子... 通过将相对论Fokker-Planck方程与波迹方程联合求解,对ITER(国际热核实验反应堆)参数下的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟。结果表明,当波的环向发射角度不太大时,波功率沉积将发生在ITER的强场侧。当环向发射角度为21°时,电子回旋波的能量在等离子体中心区域被吸收并驱动起等离子体中心区域的电流。当发射角度变大时,电子回旋波将在弱场侧沉积功率。当发射角度为20°～30°时,能够驱动归一化的径向位置(r/a)小于0.35区域内的等离子体电流,并有较高的电流驱动效率。 展开更多

关键词 ITER 电子回旋波 电流驱动

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中心负剪切模式中的电子回旋波电流驱动数值模拟(英文) 被引量：4

6

作者 彭晓炜 龚学余 刘文艳 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期24-30,73,共8页

根据中心负剪切模式中的等离子体温度分布和安全因子分布,通过将波迹方程与Fokker-Planck方程联合进行求解,对中心负剪切模式中的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟.数值结果表明:在中心负剪切运行模式中,驱动电流大有较宽的分布,改变... 根据中心负剪切模式中的等离子体温度分布和安全因子分布,通过将波迹方程与Fokker-Planck方程联合进行求解,对中心负剪切模式中的电子回旋波电流驱动进行了数值模拟.数值结果表明:在中心负剪切运行模式中,驱动电流大有较宽的分布,改变平行折射率可以控制波功率在等离子体中的沉积位置以及驱动电流分布的位置. 展开更多

关键词 电子回旋渡电流驱动 中心负剪切 数值模拟

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发射波功率密度对电子回旋波电流驱动的影响 被引量：1

7

作者 彭晓炜 龚学余 +4 位作者 刘文艳 高金生 刘燕 黄千红 李新霞 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期21-24,共4页

采用高斯光束的研究方法,结合Fokker-Planck方程,在堆级等离子体条件下模拟了发射波功率密度的改变对电子回旋波功率沉积以及电流驱动的影响。结果表明,高功率密度的波束会拓宽功率沉积剖面,使功率沉积的位置略有外移,电流驱动效率略有... 采用高斯光束的研究方法,结合Fokker-Planck方程,在堆级等离子体条件下模拟了发射波功率密度的改变对电子回旋波功率沉积以及电流驱动的影响。结果表明,高功率密度的波束会拓宽功率沉积剖面,使功率沉积的位置略有外移,电流驱动效率略有降低。 展开更多

关键词 功率密度 电子回旋波 电流驱动

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低混杂电流驱动实验中高能电子的回旋辐射谱分析 被引量：1

8

作者 丁玄同 徐德明 曹建勇 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1998年第A07期21-26,共6页

在低混杂电流驱动（ＬＨＣＤ）实验中，研究由波驱动的快电子的行为对理解低混杂波驱动物理是十分重要的。在ＨＬ－１Ｍ装置上，用２ｍｍ波段（１１７—１８２ＧＨｚ）扫频外差辐射机，测量了在ＬＨＣＤ条件下等离子体的电子回旋辐射（... 在低混杂电流驱动（ＬＨＣＤ）实验中，研究由波驱动的快电子的行为对理解低混杂波驱动物理是十分重要的。在ＨＬ－１Ｍ装置上，用２ｍｍ波段（１１７—１８２ＧＨｚ）扫频外差辐射机，测量了在ＬＨＣＤ条件下等离子体的电子回旋辐射（ＥＣＥ）谱。通过理论计算以及与实验数据的比较，能得到高能电子的能量分布等参数。用该方法对ＨＬ－１Ｍ装置上的ＬＨＣＤ等离子体中的快电子行为进行了研究。 展开更多

关键词 低混杂电流驱动 电子回旋辐射谱 托卡马克

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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

9

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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托卡马克中电子回旋波与低杂波协同电流驱动的负效应机制

10

作者 陈少永 洪斌斌 +2 位作者 杨文 唐昌建 张新军 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期214-218,共5页

揭示了电子回旋波与低杂波协同驱动的净增协同电流与波注入功率之间所呈现的非线性关系。结果发现,当低杂波功率较低时,净增电流将随回旋波功率增大而减小甚至于变成负值,本文将此现象定义为双波驱动的负效应,并首次对其进行了相关的物... 揭示了电子回旋波与低杂波协同驱动的净增协同电流与波注入功率之间所呈现的非线性关系。结果发现,当低杂波功率较低时,净增电流将随回旋波功率增大而减小甚至于变成负值,本文将此现象定义为双波驱动的负效应,并首次对其进行了相关的物理研究。研究表明,回旋波引起低杂波功率沉积剖面峰化和捕获电子效应是导致负效应的两个主要原因。目前的研究有助于深入理解双波驱动物理以及设计相关实验,并为相关的实验设计提供依据。 展开更多

关键词 托卡马克 电子回旋波 低杂波 电流驱动

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电子回旋波驱动电流的饱和问题

11

作者 彭晓炜 龚学余 刘文艳 《南华大学学报（自然科学版）》 2010年第1期5-7,共3页

通过对聚变堆级条件下的电子回旋波电流驱动进行数值模拟,研究了不同发射波功率下的电流驱动,结果表明:随着波功率的加大,驱动电流会变大,但驱动电流的变化并不与波功率的增加成正比,当波功率较大时驱动电流会接近饱和.

关键词 托卡马克 电子回旋波 电流驱动

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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

12

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

13

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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磁约束等离子体电子回旋加热技术发展现状

14

作者 夏冬辉 卢婧 +1 位作者 陈曦璇 方新宇 《南方能源建设》 2024年第3期14-22,共9页

[目的]磁约束聚变研究中,电子回旋加热(ECH)和电流驱动手段应用广泛,包括但不限于等离子体的启动、加热、无感电流驱动和磁流体不稳定性控制等。近年来,针对未来聚变堆发展需求,电子回旋加热相关技术得到了长足发展,ECH已成为磁约束聚... [目的]磁约束聚变研究中,电子回旋加热(ECH)和电流驱动手段应用广泛,包括但不限于等离子体的启动、加热、无感电流驱动和磁流体不稳定性控制等。近年来,针对未来聚变堆发展需求,电子回旋加热相关技术得到了长足发展,ECH已成为磁约束聚变装置中主要的辅助加热手段之一。[方法]首先对ECH系统进行简介,阐述了其组成部分、特点和应用现状;然后重点从4个方面论述了目前ECH系统相关技术的发展现状与趋势。[结果]结合ECH相关技术的研究现状及应用需求,得出各相关技术发展的重难点。[结论]文章立足于ECH相关技术的发展现状与趋势,从高频以及多频回旋管(微波源)、ECH系统智能控制技术、高效电流驱动技术以及基于回旋管的相干汤姆逊散射技术等多个方面,对ECH系统相关技术的未来研究方向及应用进行了展望。 展开更多

关键词 电子回旋加热 回旋管 智能控制 电流驱动 相干汤姆逊散射

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分段式电子回旋波驱动电流对早期新经典撕裂模的抑制 被引量：2

15

作者 杨振 吴斌 陈玉庆 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期238-242,共5页

新经典撕裂模的产生会严重影响托卡马克装置的约束性能,而且在高参数运行状态下的所有装置中该不稳定性不可避免。新经典撕裂模的抑制工作对于聚变装置至关重要,电子回旋波驱动电流(ECCD)是目前抑制新经典撕裂模的主要手段之一。用数值... 新经典撕裂模的产生会严重影响托卡马克装置的约束性能,而且在高参数运行状态下的所有装置中该不稳定性不可避免。新经典撕裂模的抑制工作对于聚变装置至关重要,电子回旋波驱动电流(ECCD)是目前抑制新经典撕裂模的主要手段之一。用数值模拟的方法研究了在新经典撕裂模发展的早期加入ECCD后,对新经典撕裂模发展的影响。通过数值模拟发现较小份额的连续ECCD可以减小新经典撕裂模早期的增长速度,同时可以提高再次加入电子回旋波驱动电流抑制处于增长期的新经典撕裂模的效率。 展开更多

关键词 新经典撕裂模 电子回旋波驱动电流 早期抑制

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HL-3装置电子回旋电流驱动的优化计算 被引量：1

16

作者 王卓 孙爱萍 +1 位作者 王元震 李正吉 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期444-449,共6页

利用托卡马克集成模拟与实验分析平台(OMFIT)开展了HL-3装置ECCD驱动效率的研究,分析了ECCD系统发射天线在等离子体环向与极向所成的角度、等离子体密度、电子温度和磁场对驱动电流大小和位置的影响。研究发现,环向角和极向角范围分别为... 利用托卡马克集成模拟与实验分析平台(OMFIT)开展了HL-3装置ECCD驱动效率的研究,分析了ECCD系统发射天线在等离子体环向与极向所成的角度、等离子体密度、电子温度和磁场对驱动电流大小和位置的影响。研究发现,环向角和极向角范围分别为185°~200°、85°~105°时,ECCD电流驱动效率比较高,驱动电流可以覆盖到归一化半径0.4~0.6。研究还发现,电子温度显著影响ECCD电流驱动效率,温度越高驱动电流越大;在弱场侧磁场强度(1.9~2.2T)越小,驱动电流分布归一化半径越小和驱动电流越大。 展开更多

关键词 电子回旋电流驱动 HL-3装置 集成模拟

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电子回旋波Ohkawa机制电流驱动计算

17

作者 邓盛 郑平卫 +2 位作者 何丽华 黄千红 龚学余 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1921-1927,共7页

从电子回旋波电流驱动的机制出发,理论推导出了Boozer-Fisch电流与Ohkawa电流的计算表达式,并给出了具体的计算方法。数值模拟结果表明:电子回旋波的波功率沉积在托卡马克高场侧的离轴位置时,Ohkawa电流较小,Boozer-Fisch电流能达到较大... 从电子回旋波电流驱动的机制出发,理论推导出了Boozer-Fisch电流与Ohkawa电流的计算表达式,并给出了具体的计算方法。数值模拟结果表明:电子回旋波的波功率沉积在托卡马克高场侧的离轴位置时,Ohkawa电流较小,Boozer-Fisch电流能达到较大值;波功率沉积在低场侧的离轴位置时,通过调整波参数,有效抑制Boozer-Fisch电流,能充分利用Ohkawa电流的优势使离轴驱动电流同样能达到较大值。 展开更多

关键词 电子回旋波电流驱动 离轴电流驱动 Ohkawa电流 Boozer-Fisch电流

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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

18

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

19

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

20

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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