EAST离子回旋波加热快速阻抗匹配系统的研究

离子回旋波加热是EAST装置最重要的辅助加热方法,在实验中获得了明显的加热效果。射频功率源与天线负载之间阻抗匹配才能保证最大的加热功率输出。在射频加热实验中,等离子体参数的改变将会引起天线负载阻抗的快速变化,为应对这一情况研制出了快速阻抗匹配系统。本文采用解析法和计算机仿真相结合的分析方式,研制了该阻抗匹配系统的铁氧体匹配支节,并对其性能进行了测试。测试结果表明,快速阻抗匹配系统的时间响应速度明显优于传统匹配方式的,可作为实时匹配的候选者。     

基于FPGA的EAST-ICRH天线相位测量研究

离子回旋波加热(ICRH)是EAST超导托卡马克核聚变实验装置加热等离子体的重要手段之一,而离子回旋加热天线电流带之间的相位关系影响到天线的加热效果。论文提出了一种基于FPGA的ICRH天线相位测量方案,采用双AD8302模块以及新的算法解决了相位测量的二值性和非线性误差问题,测量精度高。同时利用FPGA可编程的特点,使得系统的设计变得简洁灵活,便于后期功能的扩展。     

调频对ICRH天线系统单铁氧体阻抗匹配效果的研究

采用传输线理论分析了离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonance Heating,ICRH)天线耦合阻抗变化时(2～8Ω),频率反馈控制对ICRH天线系统单铁氧体调谐器阻抗匹配效果的影响.模拟结果表明:在一定条件下,优化设计铁氧体长度及天线与单铁氧体调谐器之间的机械长度(归一化长度约0.540),结...     

三支节液态调配器ICRH时的阻抗匹配分析

基于传输线理论,采用三支节液态调配器以达到托卡马克离子回旋共振加热(ICRH)时射频源和天线负载间的阻抗匹配。分析了其阻抗匹配过程,并根据阻抗匹配条件得到天线输入阻抗变化时,三支节液态调配器的优化调配参数。利用数值模拟验证了在其他实验参数相同的条件下,三支节液态调配器的优化调配参数能使天线系统获得良好的匹配状态。     

EAST-ICRH系统高功率同轴隔直器的研制

EAST超导托卡马克是我国开展受控核聚变研究的新一代实验装置,离子回旋波加热(ICRH)是在该装置中加热等离子体的重要手段之一。离子回旋加热系统中的发射机和天线两者各有一个地电平,两个地电平会存在严重的相互干扰。高功率同轴隔直器的作用是用来隔断两者之间的直流通路,从而把两端的地电平分开,保证发射机和天线系统的正常运行。论文介绍了隔直器的原理、工程结构和设计指标,分析了S参数、端口驻波比的计算和仿真,最后给出了实际的隔直器参数曲线。     

离子回旋频率波加热下的EAST等离子体锯齿行为研究

利用软X射线、中子注量检测诊断系统和偏振干涉仪（Polarimeter-interferometer,POINT）约束下的平衡反演算法（Equilibrium Fitting Algorithm,EFIT）,对东方超环（Experimental Superconducting Tokamak,EAST）等离子体在离子回旋共振频率波（Ion Cyclotron Resonance Frequency wave,ICRF）在轴沉积加热下的锯齿周期,锯齿幅度,q=1面处等离子体压强梯度,q=1面的半径的变化情形进行了研究。研究发现,在轴沉积情况下,加入ICRF可以对锯齿起致稳作用（延长锯齿周期）,锯齿周期与ICRF功率呈正相关;锯齿周期随着ICRF的加入或者ICRF功率的变化趋势,与锯齿幅度和q=1面处等离子体压强梯度变化趋势大体上一致;要改变q=1面半径,ICRF的功率可能需要到0.8 MW以上;在ICRF功率占比更高的加热条件下,锯齿周期和q=1面半径随着ICRF功率变化更敏感;EAST中ICRF产生的快离子和导致的q=1面半径的变化可能对锯齿行为有一定的影响。     

AST-ICRH天线相位的控制研究

EAST超导托卡马克是我国开展受控核聚变研究的新一代实验装置,离子回旋波加热(ICRH)是在该装置中加热等离子体的重要手段之一.要高效地实现波加热就要很好地控制相位,设计了一套相位控制系统,可以有效地调节加热系统天线的相位关系,从而很好地实现波加热.     

Theoretical Analysis of Triple Liquid Stub Tuner Impedance Matching for ICRH on Tokamaks

The impedance matching is crucial for continuous wave operation of ion cyclotron resonance heating(ICRH) antennae with high power injection into plasmas.A sudden increase in the reflected radio frequency power due to an impedance mismatch of the ICRH system is an issue which must be solved for present-day and future fusion reactors.This paper presents a method for theoretical analysis of ICRH system impedance matching for a triple liquid stub tuner under plasma operational conditions.The relationship of the antenna input impedance with the plasma parameters and operating frequency is first obtained using a global solution.Then,the relations of the plasma parameters and operating frequency with the matching liquid heights are indirectly obtained through numerical simulation according to transmission line theory and matching conditions.The method provides an alternative theoretical method,rather than measurements,to study triple liquid stub tuner impedance matching for ICRH,which may be beneficial for the design of ICRH systems on tokamaks.     

Design and Realization of Liquid Stub Tuner Control System

In microwave circuit and aerial system, impedance matching is very important. Liquid stub tuner is a new type of impedance matching device. In the HT-7 Tokamak Ion Cyclotron Resonance Heating ( ICRH ) system, we have already adopted liquid stub tuner to replacethe conventional stub tuner. It is urgent to develop a control system of the liquid stub tuner.This paper mainly introduces the design and realization of the liquid stub tuner control system ,and briefly introduces its three controlling functions: local control, remote control and computer control.     

Impedance matching for repetitive high voltage all-solid-state Marx generator and excimer DBD UV sources

The purpose of impedance matching for a Marx generator and DBD lamp is to limit the output current of the Marx generator,provide a large discharge current at ignition,and obtain fast voltage rising/falling edges and large overshoot.In this paper,different impedance matching circuits (series inductor,parallel capacitor,and series inductor combined with parallel capacitor) are analyzed.It demonstrates that a series inductor could limit the Marx current.However,the discharge current is also limited.A parallel capacitor could provide a large discharge current,but the Marx current is also enlarged.A series inductor combined with a parallel capacitor takes full advantage of the inductor and capacitor,and avoids their shortcomings.Therefore,it is a good solution.Experimental results match the theoretical analysis well and show that both the series inductor and parallel capacitor improve the performance of the system.However,the series inductor combined with the parallel capacitor has the best performance.Compared with driving the DBD lamp with a Marx generator directly,an increase of 97.3％ in radiant power and an increase of 59.3％ in system efficiency are achieved using this matching circuit.     

EAST装置高功率宽带射频发射机系统研制

离子回旋波加热系统是EAST装置最重要的辅助加热工具,作为系统最核心的分系统之一,高功率射频发射机为加热等离子体提供射频波能量,对提高等离子体运行参数起着极为重要的作用。基于电路分析、传输线和波导谐振腔等相关工程理论,本文系统地总结了射频发射机系统高功率放大器输入输出回路、放大器级间匹配、寄生振荡抑制、腔体冷却等部分的设计原理和实现方法。在假负载上进行了系统测试,在设计频段内获得了1.5 MW的射频输出功率,测试结果表明系统达到了设计的技术指标。通过两轮EAST射频加热实验验证,发射机系统运行稳定可靠,满足射频加热等相关物理实验要求。     

SISAK快化分离装置控制系统的研制

SISAK是国内外目前应用最广泛的短寿命同位素快化分离技术之一,在裂变产物、超重元素、远离β稳定线的非稳核研究方面有着广泛的应用.SISAK技术最新的发展主要集中在配套设备和计算机控制上.我们研制了一套基于LabVIEW以PLC为核心的SISAK自动控制系统,其组成和控制方案简单可靠,已在冷实验中取得了很好的效果.     

阻抗匹配靶制备及靶参数精密测量

通过精密轧机轧制Al、Cu、Au等高纯金属箔片,采用精密微装配技术获得应用于激光状态方程实验所需的阻抗匹配靶。运用台阶仪和白光干涉仪分别对阻抗匹配靶进行靶参数精密测量。在“神光Ⅱ”上进行阻抗匹配的实验打靶,获得了相关靶型的实验图像。     

中性束注入系统的电参数测量控制系统

介绍了一种由LabVIEW、PLC、传感器和PXIS构成的中性束注入系统的电参数测量控制系统,通过RS232实现了PLC与工控机之间的通讯。实现了底层数据的采集与控制。系统集成了多种技术,性价比高,为综合NBI实验提供了良好的平台,也可以运用到工业现场的数据采集及控制中。     

基于LabVIEW的γ辐射剂量仪的设计与实现

介绍了基于LabVIEW的γ辐射剂量监测仪的硬件及软件设计。该监测仪采用G-M计数管作为探测器,通过单片机对γ辐射剂量数据进行处理,使用LabVIEW设计监测仪上位机应用程序,实现了在PC机上对γ辐射剂量的监测。