EAST中性束注入器电源故障实时监测系统设计

为实现对EAST中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)器电源系统在线运行状态进行实时监测,论文提出了一个基于FPGA、百兆以太网和C#用户终端的全光纤组网实时故障态监测系统解决方案。系统对中性束注入装置各电源的故障态以及输出波形进行实时采集和组网传输,并拥有用户终端进行监测和控制操作,在中性束装置实验运行测试中获得了较好的结果。系统对于大量分散信号的分布采集和远程监测系统设计具有一定参考价值。     

辅助加热高压电源微机反馈控制系统的研制与实验

辅助加热高压电源是国家863高技术项目,可分别为低混杂波驱动、中性束注入、离子回旋等辅助加热系统供电。它由两组电源组成,并联设计输出±40kV、72A,串联设计输出±70kV,36A。该电源于1994年基础安装调试完毕后,在年度物理实验中曾多次为中性束注入、低混杂波驱动供电。在1998年的HL-1M装置运行中,本电源连续进行4次、50kV、20A、1300ms的放电。在持续时间、重复性、稳定性方面都达到了历年来最高水平,这主要得益于最近投入使用的高压电源微机反馈调节控制系统。另外,配套完成的微机采集系统可在每次放电后数秒得到本次放电所需8个工作点的电压、电流波形。这对各主要设备的工作状态有了即时了解,提高了实验效率。     

EAST中性束注入器研制进展

EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)作为世界上第一个全超导非圆截面托克马克,其目标是研究1 000 s的长脉冲稳态运行的前沿性物理问题,要达成这一目标,必须有高功率电流驱动和辅助加热系统以实现EAST装置的高参数稳态运行。中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)加热是等离子体辅助加热和维持最有效的手段之一,为此一套注入功率4–8 MW、脉冲宽度10–100 s的中性束注入系统于2010年开工建设,并于2014年实现了对等离子体的加热和驱动。本文主要展示了EAST中性束注入器的最新进展,从长脉冲束引出和高功率束引出两个方面介绍了EAST中性束注入器综合测试台的最新实验结果,结果表明在束功率和脉冲宽度方面已经达到或超过设计指标。     

用于可编程脉冲电源的新型波形发生器及显示器研究

针对中国散裂中子源(CSNS)工程快循环同步加速器(RCS)注入系统涂抹凸轨磁铁脉冲电源的需求,设计了一种采用FPGA+DSP结构的高速数字采集与处理系统实现可编程脉冲电源给定波形的产生与输出电流的探测显示。通过研究DSP与上位机基于UDP协议的千兆以太网通讯、DSP与FPGA间高速串行接口技术的数据传输方式,使电源实现了在线实时输出任意波形脉冲电流和显示电源的输出电流波形,为任意波形发生器及显示器的设计提供了新方法。     

EAST-NBI抑制极电源IGBT串联技术的研究

中性束注入器(Neutral Beam Injector,NBI)是东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)核聚变实验装置辅助加热的重要组成部分。目前NBI离子源引出系统采用四电极结构,即加速电极、梯度电极、抑制电极和地电极。抑制极电源是为其中的抑制电极提供负电位的高压直流电源。根据抑制极电源输出特性的要求,输出端采用串联绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作为调制开关。为研究IGBT串联技术对均压效果和抑制极电源输出特性的影响,采用PSpice软件对IGBT开关进行了建模,并进行了不同电路参数下的仿真。仿真表明:一定条件下,电阻电容二极管(Resistance Capacitance Diode,RCD)缓冲电路中电容参数对动态均压效果和电源关断特性具有决定性影响,缓冲电阻影响电容的放电时间及放电电流峰值。最后给出了相应的实验测试结果。该研究结果可以明确缓冲电路参数与均压效果以及抑制极电源开关特性之间的定量关系,为抑制极电源开关特性的进一步优化及其与加速极电源的特性匹配提供数据指导,对于NBI离子源的安全稳定运行具有重要意义。     

2 Hz增强器电源的设计与研制

高能同步辐射光源（HEPS）的增强器电源为动态电源,输出电流是2 Hz的偏置正弦波。电源的前级设计采用了Boost电路结构,通过双闭环算法平稳了输入电感的电流,减少了因为动态电流输出导致的电网波动。输出采用两象限（2Q）变换器设计,通过移相倍频的方式产生PWM（脉冲宽度调制）波形,提高了电源输出频率。电源控制采用自主研发的基于FPGA的数字电源控制器,并通过上位机LabVIEW界面修改控制参数,实现了电源输出波形的下载与输出电流采样的存储。实验结果表明,2 Hz动态电源的输出性能达到并优于0.1%跟踪误差的设计指标,验证了电源设计的可行性和算法的准确性。     

2 Hz增强器电源的设计与研制

高能同步辐射光源(HEPS)的增强器电源为动态电源,输出电流是2 Hz的偏置正弦波。电源的前级设计采用了Boost电路结构,通过双闭环算法平稳了输入电感的电流,减少了因为动态电流输出导致的电网波动。输出采用两象限(2Q)变换器设计,通过移相倍频的方式产生PWM(脉冲宽度调制)波形,提高了电源输出频率。电源控制采用自主研发的基于FPGA的数字电源控制器,并通过上位机LabVIEW界面修改控制参数,实现了电源输出波形的下载与输出电流采样的存储。实验结果表明,2 Hz动态电源的输出性能达到并优于0.1%跟踪误差的设计指标,验证了电源设计的可行性和算法的准确性。     

EAST托卡马克的中性束注入方案

高能中性束注入(Neutral beam injection,NBI)是核聚变装置托卡马克采用的芯部辅助加热和非感应电流驱动主要手段之一.本文介绍了国家大科学工程全超导托卡马克实验装置(Experimental advanced super-conductingtokamak,EAST)上的高能NBI加热方案及注入器的工程要求,并讨论了中性束在EAST等离子体中的传输等相关问题.     

东方超环准稳态中性束注入装置束流限制器结构设计

束流限制器是中性束注入(NBI)装置中典型的高热流承载部件,用来吸收束通道上发散的多余能量,其稳定运行能力对实现高功率NBI系统安全运行至关重要。结合东方超环准稳态NBI装置的运行要求,本文对该装置束流限制器结构进行了初步设计,并基于FLUENT软件对偏转系统入口处束流限制器初步结构进行了稳态热分析。分析结果表明,初步设计方案在给定工作条件下能较好满足东方超环准稳态NBI系统(4 MW,脉宽100s)的运行要求。本文研究为东方超环准稳态NBI装置其他典型部件的设计和系统安全运行提供了有益的参考。     

射频负离子源数据管理系统设计

射频负离子源数据管理系统旨在管理中性束注入实验中产生的诸如信号数据、日志记录、图像记录等大量实验数据,以直观高效地展示实验运行进展。该设计选择NI(National Instruments)系列板卡实现数据采集、应用MDSplus(Model Drive System plus)的模型树和脉冲树作为存储结构、配套jScope软件实现波形绘制,解决了中性束注入系统调试运行过程中产生大量的数据管理困难问题,实现了稳态大规模数据实时处理和统一管理。     

Tectonic Factor in the Formation of the Radon Fields in the Atmosphere of the Tashkent Subway

Using the standard radiometers -GUARD PQ2000M and gamma-TRACER (Germany) and semiconductor spectrometers RATON (Uzbekistan), the radon fields were investigated in underground service enclosures and on the platforms of the Tashkent subway stations located on territories with different geotectonic characteristics. It is shown that the tectonic factor influences the formation of radon fields in the air in the subway station. 4 figures, 1 table, 7 references.     

氡室平衡状态对监测曲线的影响及修正

氡在氡室中是一种动态稳定状态,为了更准确的监测氡室中氡浓度的变化,文章主要对氡室首次补氡期间氡及子体的平衡状态的变化进行理论推导和平衡系数对FD125监测曲线的影响进行了探讨并进行了修正,取得了比较好的效果,为氡室氡浓度监测曲线修正提供了一种方法.     

On the use of the conjugate gradient method for the solution of the neutron transport equation

The possibility of using the standard conjugate gradient (CG) method to directly solve the S_n-equations based on the diamond difference scheme is studied for mono-energetic neutron transport problems with isotropic scattering. It is shown that such a direct use is possible for practical heterogeneous problems with a significant speed-up over the conventional source iteration (SI) method except for the problems that are prone to unphysical negative fluxes. Some recipes are suggested to make use of the CG-method even in those cases which need negative flux fix-up in the SI-method. The transport synthetic acceleration scheme, recently developed by Ramone [Nucl. Sci. Eng. 125 (1997) 257] and others, is shown to be useful in such cases. A symmetrisation scheme for the coefficient matrix has also been presented to enable the use of the CG-method. This scheme is compared with another approach of using weighted inner products.     

The research about the time-effect of the wettability on the wool surface treated by the Ar plasma jet in the atmospheric pressure

A facility which is called atmospheric pressure and normal temperature plasma jet was introduced in this paper. After the wool surface was treated by this kind of facility with Ar in different irradiating times, the time-effect of the fabric wettability has been weakened, and if the parameters of the irradiating time and the voltage of the facility are appropriate, the time-effect of wettability can be effectively inhibited. With the stable wettability, the fabric can be dressed without PVA (polyvinyl alcohol) which can cause lager pollution in the textile field, so the method without the time-effect of the textile wettability will be useful in the field of clean textile production. Undoubtedly, the stable wettability of textile surface was caused by the stable hydrophilic molecules on the textile surface. Thus, the reaction process and results on the textile surface treated by plasma needs to be studied to optimize the parameters of the irradiating time and the voltage of the plasma jet. So the initial experimental studies on the optimization of the parameters of the plasma jet were discussed in this paper, and the authors believe that the method without the time-effect also can be used in other fields of plasma application.