HL-1M装置离子回旋波注入实验的边缘参数测量

为了提高等离子体温度和密度,在高参数下从事托卡马克等离子体物理研究,在HL-1M装置上进行低杂波加热和电子回旋波加热的基础上,我们最近开展了离子回旋波注入和中性束注入加热实验,以及弹丸注入加料和分子束注入(MBI)加料实验,特别是在后者的实验中获得了很高的粒子和能量约束时间。     

弹丸实验中的粒子约束特性分析

多年来,许多托卡马克装置都在进行着氢弹丸和氘弹丸的注入实验研究,其主要目的在于探索用弹丸注入方法对将来聚变反应堆实验再加料的可行性。因为弹丸加料与气体加料相比具有使大部分加料粒子能沉积在等离子体芯部的明显优点。芯部加料可以产生更峰化的密     

DⅢ—D托卡马克上杂质弹丸注入期间的快速向内杂质输运

为了辐射熄灭等离子休事的储能和缓和破裂效应,将熄灭剂氖弹丸注入ＤⅢ－Ｄ托卡马克等离子体中。在弹丸消融的时间范围内向径向输运导致氛在弹丸消融穿透半径内中心沉积,从而引起有效的射能量损耗。这个结果与所测量的加料弹丸的向外径向沉积相反。     

热处理和添加Cu对SiC-C涂层与基体混合效应的影响

在不锈钢基体上用离子束混合技术沉积SiC-C涂层,为有效提高SiC-C涂层与不锈钢基体元素的混合效应,采用涂覆后对样品进行加热处理以及在不锈钢基体上预沉积Cu薄膜的方法,试图改善SiC-C涂层与基体的混合效果。通过二次离子质谱（SIMS）测试分析涂层与基体的界面组份分布。结果表明,加热处理可以提高SiC-C涂层组元向基体的内扩散,但效果不甚显著。添加Cu层以及随后的加热处理可极大提高与不锈钢基体的混合程度。     

HL-1M NBI束分布测量的改进

受控聚变研究领域取得的重要进展是与中性束技术的发展和大功率快粒子中性束注入密切相关的。中性束注入是等离子体辅助加热、非感应电流驱动、加料和控制等离子体电流分布的主要技术手段。     

前言

核工业西南物理研究院1998年年报和读者见面了。这是自1983年创刊之后,第一次由原子能出版社正式出版。它基本反映了一年来我院在受控核聚变研究以及民品开发等方面的主要科研成果。它的公开出版将有利于加强本院与国内外的交流与合作,促进科研和民品工作的发展。可喜可贺。 1998年我院受控核聚变研究工作在核工业总公司和国家计委、财政部、国防科工委等上级部门的领导和支持下跨入了新的里程。HL-1M物理实验,随着两项新的辅助加热系统(中性束注入、离子回旋共振系统)的建成并投入实验,HL-1M装置上已拥有了中性束注入加热、电子回旋共振加热、离子回旋共振加热、低混杂波电流驱动与加热等目前国际受控核聚变研究中普遍采用的主要辅助加热和电流驱动手段;此外,具备了多发弹丸注入、超声分子束注入等先进齐全的加料系统以及世界先进的硼化、硅化、锂化等真空室第一壁处     

轻核介质里的中子沉积能计算

中子在介质里的沉积能,对于核技术与工程应用是十分有价值的参量。它是介质KER-MA因子计算的基础,广泛应用于核加热与辐照效应的研究中。 本文提出了计算轻介质中子沉积能的一种运动学方法,所给出的有关公式,能处理包括弹性散射、非弹性散射、吸收以及少体过程在内的绝大多数核反应。另外最后还给出了一些轻核的有关数值结果。     

超声分子束用于聚变等离子体加料

超声分子束注入在中国环流器一号和新一号装置首次采用。与常规送气相比,由于气体粒子注入深化,形成电子密度的峰化和密度极限的提高,并导致约束的改善。欧姆加热等离子体的能量约束时间的线性范围增长到ｎ＾－ｅ＝４×１０＾１９ｍ＾－３,实验结果表明,超声分子束注入是一种先进而简单的气体加料方法。     

轻核介质里的中子沉积能计算

中子在介质里的沉积能,对于核技术与工程应用是十分有价值的参量。它是介质KER-MA因子计算的基础,广泛应用于核加热与辐照效应的研究中。本文提出了计算轻介质中子沉积能的一种运动学方法,所给出的有关公式,能处理包括弹性散射、非弹性散射、吸收以及少体过程在内的绝大多数核反应。另外最后还给出了一些轻核的有关数值结果。     

铂系金属沉积对高放废液玻璃固化的影响北大核心CSCD

高放废液中的钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)等铂系金属元素在玻璃固化过程中会发生团聚并沉积在熔炉底部。铂系金属的沉积会导致熔炉内局部的玻璃密度、熔体电导率和黏度发生变化,容易引起焦耳加热陶瓷熔炉的加热电极短路和出料口堵塞等问题,同时对玻璃固化体的质量产生影响。本文基于对国内外有关玻璃固化过程中铂系金属沉积机制及其性能影响研究进展的调研,综述了铂系金属在玻璃熔体中的结晶机理,分析观察其生长、团聚和分布规律;研究了铂系金属对玻璃熔体电导率和黏度影响的机理机制,对影响电导率和黏度的各种因素进行了总结;论述了铂系金属沉积对玻璃固化体核素浸出率的影响;最后提出和归纳了解决玻璃固化过程中铂系金属沉积的办法。     

ASDEX—U中H模式转变的物理学及定标

在边缘密度低于或接近Ｈ模式密度极限时研究了Ｈ模式转变的全域和局域边缘参数。边缘磁流体动力学（ＭＨＤ）不稳定性（ＥＬＭｓ）开始的条件和维持Ｈ模式的条件决定了具有最大边缘密度的Ｈ模式的运行窗，这种状态只有在加热通量和加料通量都调节到最佳时才达到。进行了仔细的实验，以大范围地改变边缘密度，并允许与各种碰撞性状态下的Ｈ模式理论进行比较。     

五种组合氢同位素靶丸消融率的修正(英文)

对五种不同组合的固态氢同位素靶丸H2,HD,D2,DT和T2在聚变等离子体中的消融率首次作了修正研究。结果表明由于同位素效应引起的靶丸半径烧蚀率修正从氢靶丸的1下降到氚靶丸的0.487,因此在消融率计算时是不可忽略的。这些修正可导致更深的质量沉积和改善加料效率。     

ITER的靶丸加料计算(英文)

运用考虑动力效应的Kuteev2-D透镜模型,数值计算了靶丸在国际热核实验堆(ITER)中的消融率,讨论了目前现有的加料工艺的技术困难和可能的解决办法。数值积分结果发现目前已有的靶丸加料技术很难满足堆级等离子体ITER中心加料的要求,计算表明对一个2m长的单级气动枪要加速一个半径0.5cm的靶丸达到速度24.27km/s才能渗透ITER等离子体100cm。用两种典型的消融理论计算了渗透深度与靶丸速度和半径的依赖关系并作了比较。新近的研究从高场侧(HFS)注入靶丸来改善芯部加料效率可能给芯部加料困难贡献一种解决办法,对相关的问题作了讨论。     

ICRF物理的最新进展

本文考查并概述了ＩＣＲＦ物理方面的最新进展，给出了对简化的理论预计的简要概述，给出了ＩＣＲＦ加热和快速电流驱动方面的实验结果的说明性例子，发现在现代托马克中．ＩＣＲＦ加热在将等离子体加热到高温方面非常有效，在几个实验中证实了快速电流驱动，而且结果与理论良好一致，模转换加热和电流驱动应对分布控制有效，但实验结果仍是初步的。     

HL-1M多脉冲分子束注入的CCD摄像

HL-1M装置实现了一种新的气体加料改善约束的方法——分子束注入(用多脉冲高速分子束注入加料)。多脉冲分子束注入加料可以控制等离子体密度分布、改善约束性能和提高密度极限。HL-1M托卡马克的多脉冲分子束注入得到了高的加料效率、改进了能量约束并维持了较高的密度峰化截面。分子束加料τ_E的改善和     

离子束在反应靶上碳沉积的实验研究

碳沉积效应普遍存在于核物理实验中,对低能核反应实验有很大影响。本工作在反应靶前后加不同电压,利用~(12)C束流持续轰击~(13)C靶,研究了~(12) C有效厚度的变化。测量结果表明,碳沉积量与束流轰击时间呈正比。本文分析了碳沉积的成因,研究了降低碳沉积效应的有效实验方法,可为相关实验提供参考。     

在Windows 95下开发多发弹丸发射控制程序

在受控核聚变研究中,氢同位素固态弹丸的高速注入已成为核聚变加料实验的热点。因其具有加料效率高、能形成芯部高度峰化的密度分布、拓宽装置运行区域以及改善等离子体约束性能等优点,因而世界各国在磁约束核聚变装置上广泛采用这种加料技术。为此由中、俄双方联合研制了用于HL-1M装置的多发弹丸加料系统。该系统工作于强电场、强磁场环境下,弹丸注入时刻为毫秒量级控制,从而决定了其发射控制只能采用计算机自动控制方式。     

模拟含硼浓缩液微波桶内干燥初步试验研究

与含硼浓缩液现役水泥固化工艺相比,微波桶内干燥工艺既能减小废物体积,又能减小放射性污染。采用预试验和台架试验对微波桶内干燥模拟含硼浓缩液工艺参数进行了初步试验研究。研究结果表明,微波桶内干燥模拟含硼浓缩液是可行的。在微波桶内干燥过程中,排气口温度可作为干燥终点的判断或再次进料判断的直观指标。在批次加料干燥试验中,首次加料量务必保证适中的模拟液量,否则会引起微波反射;批次补料量越小,越有利于干燥产物性状优化。本试验条件下,推荐排气口温度上升至72℃后补料或终止干燥;推荐采用首次加料2 kg,后续补料1 kg的批次加料方式。     

HL-1M弹丸加料等离子体密度特性

HL-1M装置在欧姆加热条件下进行过在一次放电中注入1～4粒小弹丸加料研究。今年,在一次放电中实现了8粒氢弹丸的连续注入,并对密度分布和扰动特征以及这些特征与装置器壁再循环、弹丸大小、注入速度和间隙的关系进行了进一步的研究。实验表明器壁再循环对高密度的获得有重要的影响。在再循环很小时,发射间隙适当的条件下,HL-1M能接受8发弹丸连续注入。而再循环较高的条件下连续注入3粒φ1.0mm弹丸获得了本轮加料实验的最好参数:等离子体中心密度n_e(0)=5.3×10~(13)cm~(-3),总体储能W_p=6.0 kJ,τ_e=26ms。用CCD相机拍摄了弹丸消融云的照片,对消融过程进行了简要的分析,证实消融的不对称和弹丸轨迹的偏转是电子侧消融强于离子侧的结果,弹丸发射间隙及完整性对密度扰动有重要的影响。     

在PBX—M中利用离子伯恩斯坦波功率来主动改善芯部分布…

在ＰＢＸ－Ｍ托卡马克应用离子伯恩斯坦波加热稳定了锯齿振荡，并科生了峰化密度分布。在ＩＢＷＨ辅助中性束注入放电芯部观察到与ＩＢＷＨ功率沉积分布空间相关的输运势垒。在边毕定域模活性期间，从软Ｘ射线数据中观察到完全发展的势垒的先兆。