HT-6B托卡马克杂质输运

在HT-6B托卡马克上,通过测量杂质的真空紫外线辐射和可见线辐射,得出杂质各电离态的稳态空间分布。建立了杂质输运计算程序,模拟分析出该装置上杂质输运系数和其它与之有关的参数。通过对慢磁压缩下杂质线辐射时空分布的测量和模拟分析,得出了杂质约束因磁压缩而增强、杂质再循环随之降低等结论。同时对该装置上杂质输运特征进行了分析与讨论。     

利用真空紫外光谱研究HL-1装置杂质浓度(英文)

叙述了利用真空紫外光谱确定HL-1装置杂质浓度的方法,详细报告了用于解释光谱测量的杂质输运模型SITCODE。此模型可以计算各个电离态杂质的密度分布以及由杂质引起的电离,轫致辐射和激发等形式的能量损失,该模型是一维的结合新经典与反常输运的杂质输运模型,用模拟的线强度获得了氧的浓度并估计了氧杂质引起的辐射功率,较了不同电子温度和不同反常扩散系数的氧离子密度的径向分布。基于SITCODE,开发了一种杂质浓度的快速分析方法,在每次放电后利用测量的OⅥ103.2nm。线强度可计算出氧浓度,实现杂质浓度的实时分析。对HL-1托卡马克在不同放电情况下杂质浓度进行了测量,且对杂质输运情况进行了研究。     

托卡马克等离子体杂质密度的光谱法测量研究

本文介绍了基于托卡马克等离子体被动光谱诊断获得杂质密度的方法。通过被动光谱诊断测量获得杂质线辐射的空间多道弦积分强度分布,利用强度标定系数转换为绝对光亮度分布;通过测量弦与等离子体位形,将弦积分的强度分布反演变换为径向体发射率。根据线辐射强度激发截面求出对应电离态的离子密度,最后采用杂质输运程序模拟计算得出总密度分布。以东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)托卡马克装置上软X射线-极紫外光谱(Soft X-ray and Extreme Ultraviolet Spectrometers,XEUV)诊断测量到的Mo XXIX-Mo XXXII为例,描叙了获得Mo杂质密度分布的过程,获得的总误差小于10%。     

EAST钨杂质输运特性分析

用基于蒙特卡罗方法的杂质输运程序DIVIMP模拟了EAST在加热功率Pin=8 MW的情况下边界层钨杂质输运过程并分析了钨杂质输运特性,其目的是为了合理设计第一壁和偏滤器靶板部件。DIVIMP模拟得到了低再循环、高再循环和脱靶运行条件下钨杂质在边界层的分布情况。模拟结果显示,钨在脱靶情况下所产生的杂质密度比其他运行模式所产生的杂质密度小。与碳杂质输运特性的模拟结果相比,钨杂质的密度有明显的下降,总体分布在1015m-3数量级上。     

AlcatorC—Mod中H模式输运垒区的径向杂质输运

在AcatorC-Mod托卡马克边缘区域把用1．5mm径向分辨率测量软X射线发射率分布和高分辨率子密度、电子温度测量结合起来以便于简化H模式期间中Z杂质的输运分析。把氟辐射和氟输运的详细的模拟结果同实验测量结果比较,从而可获得H模式输运垒区的输运系数的知识。找到正好在界面以内存在强内杂质箍缩的证明。强内箍缩区与强电子密度梯度区完全吻合,这表明内箍缩可由离子密度梯度驱动,如新经典理论预言的那样。采用新经典杂质对流分布的模拟与实验顶宽度变化来诊断边缘扩散系数的变化。在不同类型的H模式之间观察到边缘扩散系数的重大差别。也识别出增强DαH模式中的边缘扩散系数的几个定标。这可能有助于阐明引起这种具有强引力约束模式的物理过程。     

EAST托卡马克激光吹气杂质注入系统控制系统设计及测试

开展托卡马克等离子体中杂质输运与杂质控制研究对于提升等离子体约束性能与保障装置安全有重要意义。为了在EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)托卡马克装置上开展杂质输运研究,需要发展一套用于注入示踪杂质粒子的激光吹气（Laser Blow-off,LBO）微量杂质注入系统。本文描述了一种用于EAST托卡马克装置上LBO系统的控制系统设计过程与测试结果。该系统采用了全新的自动控制流程,使得系统可以重复、定量地向EAST等离子体注入不同元素的示踪杂质粒子。该设计通过STM32单片机系统实现对聚焦透镜位移、激光器被触发时刻的准确控制,且激光光斑直径可调,以改变杂质注入量。测试结果显示,系统能快速检测到外触发信号并实现精确定时,激光光斑聚焦位置误差小于0.40 mm,达到激光吹气杂质注入实验要求。本研究对在EAST装置上开展等离子体杂质输运研究具有重要意义。     

缝靶X光辐射特性诊断技术研究

在“星光Ⅱ”激光装置上,采用长柱缝靶模拟X光在柱腔内的输运过程,研究腔壁X光的辐射特性。实验中利用高时空分辨的X射线皮秒分幅相机和软X射线条纹相机从缝口观测腔内壁X光辐射时空分布,得到X光在腔中的输运速率、X光发射时间和轴向强度衰减量。利用X射线CCD针孔透射光栅谱仪观测到腔内X光辐射光谱随空间位置的变化,得到X光在输运过程中被多次吸收和发射后谱的变化特征。用XRD和Dante谱仪分别得到缝口、源和输运末端X光辐射总量和辐射温度。给出了实验中获得的典型结果,并对获得的结果进行了简要的分析讨论。     

CYCIAE-100的直流流强监测器研制及实验验证

100 MeV强流质子回旋加速器（CYCIAE-100）加速H^-,引出质子束能量为75~100 MeV、最大束流强度为200 μA。为对束流输运线上的质子束流强度进行无阻挡实时监测,选择了直流流强监测器（DCCT）,其在设计上考虑了空间限制、杂散磁场和外部高频干扰信号等因素对探头的影响。探头外采用了三重磁屏蔽设计,磁屏蔽外为1层黄铜的电屏蔽。采用了绝缘垫圈隔断束流输运线的直流导电性,束流输运线管壁通有冷却水以保证探头温度稳定。在绝缘垫圈处增加电容以满足探头对电容值的要求。采用高精度PLC-AI模块对DCCT的输出电压进行了读取。通过模拟束流的实验验证表明,DCCT设计合理可行,测量结果的线性度、误差等指标符合设计要求。     

缝靶X光辐射特性诊断技术研究

在“星光Ⅱ”激光装置上, 采用长柱缝靶模拟 X 光在柱腔内的输运过程,研究腔壁 X 光的辐射特性。实验中利用高时空分辨的 X射线皮秒分幅相机和软 X射线条纹相机从缝口观测腔内壁 X光辐射时空分布,得到 X 光在腔中的输运速率、X 光发射时间和轴向强度衰减量。利用 X 射线 CCD 针孔透射光栅谱仪观测到腔内 X 光辐射光谱随空间位置的变化,得到 X 光在输运过程中被多次吸收和发射后谱的变化特征。用 XRD 和 Dante 谱仪分别得到缝口、源和输运末端 X 光辐射总量和辐射温度。给出了实验中获得的典型结果,并对获得的结果进行了简要的分析讨论。     

磁约束聚变装置辐射监测系统概况

采用氘、氚燃料的核聚变反应会产生大量的中子、γ射线及活化产物等,对人员和环境的辐射安全产生影响。为了减小电离辐射带来的影响,需要准确掌握聚变装置核辐射场强度的时间与空间分布信息。世界上已建设的磁约束聚变装置,均根据其自身运行工况特点,建立了完整的核辐射监测系统来应对电离辐射带来的潜在影响。通过对磁约束聚变装置运行及维护期间辐射剂量的监测,获得实验场所与外围环境的电离辐射和放射性核素数据,为辐射安全防护管理提供数据支撑。基于对国内外磁约束聚变装置辐射监测系统的调研,本文归纳了此类装置主要的电离辐射源项及监测系统架构,进而介绍了磁约束聚变中子与γ辐射剂量的测量方法及常用探测器。最后综述了国内外核聚变装置辐射监测系统的研究状况,展望了未来核辐射监测系统的发展趋势与目标。     

上海质子治疗装置束流输运系统物理设计

介绍上海质子治疗装置束流输运系统的设计.输运系统将主环引出的能量为70-250 MeV的质子束送入不同治疗室,并实现所需的束斑形状.匹配主要考虑共振慢引出造成的相空间畸形和治疗计划对束流形态的要求,通过TRANSPORT程序进行匹配,得到了输运系统的磁聚焦结构和线性光学参数曲线图.通过模拟发现,该设计有较大的灵活性,能...     

SOI 硅微剂量探测器对中子和伽马辐射场线能谱测量的GEANT4模拟研究

绝缘体上硅(SOI)硅微剂量测量系统可以通过测量中子和伽马混合辐射场的线能谱来获取不同类型辐射的剂量当量贡献。本文根据SOI硅微剂量探测器物理设计,采用GEANT4软件建模对Cf-252中子和伽马混合辐射场及Co-60伽马辐射线能谱测量进行蒙特卡罗模拟,并进一步分析了SOI探测器转换层对伽马线能谱测量的影响。结果表明,SOI硅微剂量探测器能够区分中子和伽马的剂量贡献,并且伽马线能谱峰值随着转换层厚度发生变化,有可能利用该特性实现不同贯穿深度下伽马辐射剂量贡献的测量。模拟分析结果可为SOI硅微剂量探测器设计及应用提供参考。     

束流相图仪的标定

测量束流相图是束流输运线设计最佳化和束流控制的重要环节。因此,多年来人们广泛地把它用于离子源试验台和束流输运线上,用以测定和诊断束流的品质。几年前,我们根据缝-针法研制了一种束流相图仪,并在螺旋波导增能器的束流线上进行了一系列的实验。为了给出用相图仪进行测量的准确度,我们首先用相空间的概念对测量过程进行了分析,并给出了不同束特性情况下的数据处理关系式;其次,研究了影响测量精度的多种误差因素,采取了一定的改善措施;最后,在400keV高压倍加器输运线上,用设置标准接受相图的方法,对相图进行了实验标定,初步得出了测量相图斜率和相角宽度的误差限。     

FEB混合堆偏滤器的物理研究

描述FEB偏滤器的物理设计研究。在工程概要设计(FEB-E)阶段,偏滤器的结构从开式优化为闭式,以改善偏滤器的杂质控制和增强原子损失过程。偏滤器运行在喷气和注杂组合下的脱靶等离子体或部分脱靶等离子体模式(Partial Detached Plasma Mode)。硼被选为注入杂质。应用改进了的NEWT1D编码模拟了喷气和注杂下删削层/偏滤器中等离子体及杂质的输运。着眼于杂质居留和杂质辐射,优化了喷气口的位置。在辐射偏滤器概念下,应用两点输运编码和杂质辐射模型估算了等离子体压力。计算表明:偏滤器靶前等离子体压降系数f_p不仅和辐射份额f_(rad)有关,而且和删削层驻点密度n_s密切相关。     

Monte Carlo模拟韧致辐射光子穿透闪烁体的能量和通量分布

在工业CT设计中,为了选择闪烁体的种类和几何尺寸,需要知道韧致辐射光子穿透闪烁体的能量和通量分布。根据Monte Carlo模拟光子输运过程的理论,模拟了2MeV、9MeV韧致辐射光子在NaI、CsI、CdWO4闪烁体内的输运过程,讨论了这类光子穿透闪烁体后光斑展宽问题和能量及通量的分布。研究表明,该方法可准确直观地定量分析韧致辐射光子在闪烁体内任意位置的能量和通量分布规律。     

紧凑型磁质子反冲谱仪磁分析系统的能量刻度

介绍了一种用于多种特定环境下脉冲氘氚聚变中子能谱测量的紧凑型磁质子反冲谱仪的磁分析系统。通过三维粒子输运和蒙特卡罗模拟对磁分析系统性能进行了分析,使用CR-39径迹探测器和多个能量α单能粒子对系统进行了能量刻度。结果表明,磁分析系统具有良好的能量离散与聚焦性能,对给定能量范围的反冲质子,能够以1.5%~2.1%的能量分辨率实现（0.5~1.4）×10^－4的探测效率。     

核聚变实验装置HT-7U一维及二维辐射防护设计研究

主要介绍一维、二维中子输运程序ANISN,DOT3.5在核聚变实验装置HT-7U辐射屏蔽物理设计中的应用。计算和分析了该装置实验大厅内外中子注量/能谱、γ注量/能谱、中子剂量率、γ剂量率的空间分布,对屏蔽材料的选取及屏蔽层厚度进行了优化设计,为HT-7U装置的辐射屏蔽物理设计提供了建议性意见及理论依据。     

基于容性感应探针测量方法的研究

介绍了利用兰州重离子加速器束流输运线上的圆柱型容性感应探针进行无阻挡束流强度测量方法的研究。该方法在测量束流相宽和中心相位的同时通过对感应束流信号的计算．进行束流强度监测,以满足HIRFL束流诊断系统在线测量及调束的要求;说明了测量束流感应信号并从中提取束团相宽,束流相位及束流强度等信息的原理;介绍了测量系统装置及虚拟仪器技术在本系统中的应用,并给出了测量结果和测量精度的分析。     

托卡马克等离子体粒子输运方程的半解析研究

粒子约束和输运特性的研究是磁约束聚变物理研究最基本的和最重要的课题之一。大量实验表明粒子约束好坏不仅直接影响等离子体储能,而直接与总体能量约束时间有关,而且粒子密度的剖面分布与约束模式有内在的联系。这里的粒子除工作粒子(一般指氢、氘)外,也包括杂质。文献[1]对杂质输运方程的一般特性进行了系统研究,本文将该文所述方法     

聚变反应堆方案中辐射极限的研究

本文用一个特殊版本的1．5维BALDUR预言性输运代码，自洽模拟探索了在可点火ITER装置的最终设计报告（FDR）中植入氩和氖的辐射罩方案。计算使用经验输运系数并在本体和刮削层（SOL）中进行。与来自主室、闭合通量面和刮削层的辐射功率损失上限有关的运行已被发现。功率平衡的模拟和解析研究部显示出这些极限是由辐射分布和刮削层中交叉场的热传导决定的。在给定的加热功率下，通过分界面的传导热通量和到偏滤器的能量也被限定。对于高的边缘密度，辐射极限时所要求的热能约束时间在氩方案中为4．4s、在氖方案中为4．0s。通过使用反常向内漂移下新的定标关系进行的模拟支持整个等离子体平密度分布和没有内向箍缩的假定。研究了辐射极限与分界面密度的关系，并提供了与功率极限相关的公式。