我国第一个受控核聚变研究重点实验室建成

我国第一个受控核聚变研究重声、实验室—核工业环流器实验技术实验室，最近在核工业西南物理研究院通过了由中国核工业总公司组织的验收。核工业西南物理研究院自1984年建成中国环流器一号，1995年建成中国环流器新一号以来，开展了大量研究工作，取得了一大批科研成果。他们以中国环流器新一号为基础，在建设核工业环流器实验技术实验室的两年多的时间里，已圆满完成重点实验室各项建设任务，在国内外发表论文248篇，荣获3O项部级科技进步奖。在中国环流器新一号实验装置上所取得的等离子体电流、等离子体密度、等离子体温度和等离子体放…     

中国环流器新一号取得初步实验结果

中国环流器新一号装置（ＨＬ１Ｍ）是用于受控热核聚变实验研究的中型托卡马克装置，是在中国环流器一号（ＨＬ１）的基础上改建而成的，其主要物理目标是高功率辅助加热、低杂波电流驱动和弹丸注入加料，研究在这些条件下的高温等离子体性质。ＨＬ１Ｍ在１９９４年建成，１９９５年进入物理实验阶段。ＨＬ１Ｍ的正常运行为受控核聚变实验研究提供了很好的装置条件，几年来不断取得新成果。例如：低杂波工程系统的输出功率达到８５０ｋＷ，脉冲宽度１ｓ（超过设计值）；１９９８年首次进行了高能中性（氢）粒子注入即获成功；进行…     

中国环流器二号A开工建设

国家重点科学工程、我国新一代受控核聚变研究装置——中国环流器二号Ａ日前在成都市正式开工建设。参加奠基仪式的中外核聚变专家普遍认为，该装置的建设标志着我国受控核聚变研究正在向新的高度发展。中国环流器二号Ａ是我国重大国际科技合作项目，在从德国引进的先进的...     

低温技术在受控核聚变实验中的应用

在中国环流器一号（ＨＬ－１）等离子体物理实验中，增加了弹丸注入和电子回旋共振加热系统。对低温技术在其中的应用情况，液氦输送系统，输液方法及氦气回收系统做了介绍。在一次等离子体物理实验中，总共使用液氦２７３３Ｌ。在弹丸注入系统中，使装置的等离子体密度提高了１～２倍。在装置上成功地实现了电子回旋共振加热，使等离子体电子温度增加３０％以上。     

聚变堆中面向等离子体材料的研究进展

受控热核聚变能是公认的可以有效解决人类未来能源需求的主要途径之一,经过多年的努力,其研究已经取得很大进展,进入了从物理可行性向工程可行性的验证阶段.决定核聚变能未来发展的一个关键问题是相关的材料问题,尤其是面向等离子体材料的发展.评述了国内外目前核聚变实验装置中面向等离子体材料的研究进展.     

不同辐照粒子下钨及钨合金辐照损伤行为的研究进展

研究核聚变、准稳态等离子体下面向等离子体材料的辐照行为,发展适合于先进实验超导托卡马克(EAST)、国际热核聚变实验堆(ITER)和中国聚变工程实验堆(CFETR)长脉冲高参数运行乃至未来聚变反应堆稳态运行的高性能面向等离子体材料是当前核聚变研究一项艰巨而又紧迫的任务。钨因具有高熔点、高导热率、低溅射腐蚀速率、高自溅射阀值以及低蒸气压和低氚滞留等优异性能,被认为是聚变装置最具有前景的面向等离子体材料。综合评述了钨及钨合金在不同辐照粒子下损伤行为的最新研究进展。粒子辐照造成的微观缺陷在钨及钨合金内部累积,辐照造成缺陷的形成和数量与钨基材料颗粒微观结构、第二相成分等密切相关,辐照缺陷情况各异。同时,辐照粒子种类、能量、剂量和温度等辐照条件都会对钨材料辐照后的形貌特征和缺陷产生重要影响。     

EAST真空室内部部件安装的基准环设计与分析

EAST核聚变实验装置是国家“九五”大科学工程项目，是一个具有非园截面的全超导托卡马克装置，本文主要说明真空室内部部件安装基准与真空室本体相连的过渡件——基准环的设计，及其在HALO电流所产生的电磁力等作用下的结构分析。真空室内部部件是安装在基准环上的EAST装置主机的重要部件之一，由于直接面对高温等离子体，它们的安装基准即基准环的精度将是非常关键的。基于此分析基准环在环境变化时产生的变形量大小，验证基准环的强度等能否满足要求。介绍变形及装配等带来的不满足精度要求将带来的后果。在后续的实验中成功验证基准环的设计，获得稳态的、极长的长脉冲等离子体，并实现全电流下的双零高β和单零高等离子体的运行实验。     

我原子能混合堆研究成绩显著

我原子能混合堆研究成绩显著从近日在成都召开的８６３计划能源领域混合堆专题专家组会议上传出消息，“／＼五”期间我国原子能混合堆专题研究取得了显著成绩，这将有力地推动我国受控核聚变研究的进展。混合堆专题共有五个课题。核工业西南物理研究院承担“高功率多种辅...     

HL—1M装置真空壁硅化的研究

CDC（He SiH4)是为HL－1M装置研制的一种常规壁处理技术。在He辉光等离子体作用下,通过气相中的电子碰撞离解,电离,离子－分子反应和在壁面上的He^ 诱导脱H2过程,一种无定形的,半透明的,致密的氢化硅（α-Si:H)薄膜被沉积在清洁的真空壁表面。在托卡马克放电中,硅化壁的特点是有良好的H（D）捕获得,H2（D2）释放和低再循环性能,强的控制杂质能力和较长的寿命时间,结果显著地拓宽了等离子体密度ne,持续时间Tp和能量约束时间τE等的运行范围。自1996年以来,它成功地演证LHCD,ICRH,ECRH,NBI,PI,MBI实验和升级等离子体运行提供了良好的真空壁条件,并取得了丰硕的物理实验和工程技术的研究成果。同时还为利用中型装置在长脉冲放电条件下,开展等离子体与表面互相作用（PSI)提供了一条新的途径,本文主要描述HL－1M装置的Si化关系,参数和放电进展。     

涡轮分子泵抽气的质谱分析

一、引言 涡轮分子泵是一种较先进的泵,它具有工作范围宽,运行方便,在10～(-3)托以上工作时抽速稳定,能获得准无油的超高真空等优点。尤其是对于要求预先获得高或超高真空然后在10～(-3)～10～(-4)托的连续气流下工作的场合特别适用,因此它被广泛地运用于受控核聚变装置的油气系统,国外几乎所有的聚变装置如PLT,JFT-2,D-Ⅲ,TFTR,ALCATOR等均采用涡轮分子泵为主体泵的抽气系统,中国环流器一号装置HL-1也是如此,本装置以F-450分子泵为主抽气泵,已获得 1× 10～(-8)托的干净的本底实空,而后在10～(-4)托的气压下长期工作要求数百小时…     

ITER计划采购包及标准化研究——以核工业西南物理研究院实践为例

参与国际热核聚变实验堆(下称ITER)计划对我国核聚变研究和工程水平发展具有重要的推动意义。本文分析了核工业西南物理研究院执行ITER计划采购包任务以及过程中所涉及标准应用,为我国核聚变标准制定提出建议,旨在为我国未来建设核聚变反应堆打下基础。     

等离子体及其应用

由受控核聚变研究发展起来的等离子体科学技术,近年已迅速波及和应用到许多不同领域。核聚变能商品化之后,等离子体的应用还被考虑扩展到非电力生产新领域。与高温核聚变堆等离子体(数千万度～1亿度)相对,近年来开拓的以温度低于数万度的低温等离子体应用为主的低温等离子体技术,从应用于高真空获得开始,目前已发展到在当今尖端的半导体制造技术上的应用。从高温等离子体和低温等离子体的两个角度介绍和展望了等离子体及其应用技术的现状。     

EAST托卡马克锂化技术研制

锂蒸发镀膜壁处理技术为EAST核聚变装置内真空室提供了良好的壁条件,促进了高参数等离子体的获得——首次H-Mode、100s长脉冲和1MA高电流等离子体,发展为常规而又关键的壁处理方式.本文详细介绍了EAST锂化系统设计与研制,包括锂蒸发器设计,锂材定制,外围真空、控制系统组建.给出了锂化系统台面实验结果,运行条件、锂化运行三种方式,坩埚的蒸发速率对蒸发量的控制和判断坩埚是否需要装载的方法.     

HL-1M装置的真空运行与质谱诊断

通过对 HL- 1M装置真空运行模式、真空运行参数、氦辉光放电清洗和硅化壁处理手段等的规范化 ,显著地改善了装置的真空壁出气、本底杂质浓度、托卡马克放电杂质出气比和再循环 ,成功地实现了高参数放电、长脉冲放电和装置暴露大气后快速恢复放电 ,并成功地为演证低混杂电流驱动、离子回旋共振加热、电子回旋共振加热、中性束注入、弹丸注入和分子束注入实验和升级等离子体运行等提供了良好的真空壁条件。描述了 HL- 1M装置真空系统、壁出气和再循环控制、质谱诊断和程序脉冲送气等方面的主要实验成果 ,并为 HL- 2 A装置的真空系统研制和运行提供了有益的参考     

磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展

核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材料问题。其中关键材料问题的解决在很大程度上取决于我们对等离子体与壁材料相互作用(Plasma-Wall Interactions,PWI)过程和机理的深入理解。PWI现象主要发生在托卡马克磁场最外封闭磁面以外的边界等离子体(又称为刮削层,Scrapped-Off Layer,SOL)和直接接触SOL的面对等离子体材料(Plasma-Facing Materials,PFM)区域内。因此,PWI问题直接决定了聚变的装置运行安全性、壁材料部件研发进程和未来壁的使用寿命。弄清PWI的各种物理过程和机理并施以有效的控制,是未来核聚变能实现的重要环节之一。对PWI国内外研究现状进行了详细的总结评述,并阐述了PWI的未来发展趋势和亟待解决的问题。     

介质阻挡放电等离子体中HO2自由基的红外光腔衰荡光谱原位诊断

建立了一套以可调谐半导体激光器做光源的连续波光腔衰荡光谱装置，简单介绍了连续波光腔衰荡光谱技术与脉冲光腔衰荡光谱技术的区别。将连续波光腔衰荡光谱技术与介质阻挡放电等离子体技术相结合，对等离子体中的HO2自由基进行了原位定量测量，同时考察了HO2自由基数密度随放电电压和体系中氧气含量变化情况。实验结果表明：随着放电电压和体系中氧气含量的增加而增加的HO2自由基数密度分别出现极大值。     

应用于燃料重整制氢的低温等离子体技术北大核心CSCD

低温等离子体具有能量效率高、装置体积小、室温环境下工作和对电源要求不高等特点,适用于在多变环境下的小规模现场制氢。分析了通过放电产生低温等离子体的物理特征,讨论了提供化学反应能量的高能电子与低温气体中重粒子的相互作用。对各种放电如电晕放电、滑动弧放电、介质阻挡放电、射频放电、微波放电及辉光放电等装置结构进行了介绍,重点阐述产生和维持放电条件、电子能量的影响因素和调节方法。以气态下和液态下产生等离子体进行制氢的实验装置为例,综述了以甲醇、乙醇、重石脑油、甲烷水合物、二甲基醚等液体原料为介质的放电等离子体的产生及特点,主要包括反应器结构、电极结构、转换效率及产氢率等。目前限制低温等离子体制氢技术应用的主要问题是装置结构复杂和制氢效率低等问题。     

应用于燃料重整制氢的低温等离子体技术

低温等离子体具有能量效率高、装置体积小、室温环境下工作和对电源要求不高等特点,适用于在多变环境下的小规模现场制氢。分析了通过放电产生低温等离子体的物理特征,讨论了提供化学反应能量的高能电子与低温气体中重粒子的相互作用。对各种放电如电晕放电、滑动弧放电、介质阻挡放电、射频放电、微波放电及辉光放电等装置结构进行了介绍,重点阐述产生和维持放电条件、电子能量的影响因素和调节方法。以气态下和液态下产生等离子体进行制氢的实验装置为例,综述了以甲醇、乙醇、重石脑油、甲烷水合物、二甲基醚等液体原料为介质的放电等离子体的产生及特点,主要包括反应器结构、电极结构、转换效率及产氢率等。目前限制低温等离子体制氢技术应用的主要问题是装置结构复杂和制氢效率低等问题。     

EAST装置等离子体放电真空室抽气系统抽速标定及应用

真空系统是聚变装置的重要组成部分,EAST真空系统包括等离子体放电真空室和低温超导真空室。等离子体放电真空室又称内真空室。内真空室抽气系统直接影响装置的粒子排出,关系到高参数等离子体放电获得。EAST装置升级改造后的内真空室抽气系统主要包括主抽管道抽气子系统、偏滤器抽气子系统和低杂波加热系统抽气子系统,整个抽气系统使用了6台分子泵、14台外置低温泵和2套内置低温泵。采用粒子平衡的方法,对内真空室抽气系统各子系统进行了抽速标定。实验结果表明,最佳抽气性能区间在5×10^-4～5×10^-3 Pa,并且随着真空室压力增大或者减小,各子系统的抽气速率均下降。对比改进前后的内真空室抽气系统的总抽速,改进后的最大抽速可达170 m³/s,总体抽气速率提升20%左右。在百秒量级等离子放电参数下,利用标定的抽气速率数据初步评估了燃料粒子的滞留情况。本研究为等离子体放电的壁滞留与再循环控制以及其他相关物理实验开展提供了数据支持。     

HL—1M装置的八发弹丸注入系统及工程实验

八发弹丸注入系统自１９９６年投入ＨＬ－１Ｍ（中国环流器新一号）托卡马克加料实验并成功实现Ｈ２弹丸的八发连续注入等离子体。描述了此系统及其在液氮和液氦条件下分别以ＣＨ４和Ｈ２为丸料气的工程实验。压力高于５ＭＰａ的Ｈｅ为推进剂,弹丸速度达８００－１０００ｍ／ｓ。