磁镜装置中等离子体加热的实验研究

给出了在简单磁镜装置MM-2及其改进装置MM-2U中电子回旋共振加热(ECRH)和离子回旋共振加热(ICRH)的实验结果。在电子回旋共振加热的实验中,使用一个频率为15GHz,功率约为30kW的微波源,建立了热电子温度为140～170keV的热电子环,这     

MM-2磁镜装置上的电子回旋共振加热实验

在MM-2单磁镜装置上完成了电子回旋共振加热实验。装置中心的磁场强度约为3×10~(-1)T,磁镜比等于2.64:1,磁峰距为60cm,真空室内径为20cm,通过微波辐射耦合到中心平面的真空室而产生等离子体并使之加热。微波功率源是一个振动陀螺仪,它在10ms的脉冲持续时间内产生15MHz频率的30kW的输出功率。当出现反磁性信号时,观察到了硬X射线信号。轫致辐射发射分析表明:热电子温度约为25～30keV,通过多栅能量分析器测得的电子密度约为1.1～3.9×10~(10)cm~(-3)。     

磁镜装置中等离子体加热的实验研究

给出了在简单磁镜装置MM-2及其改进装置MM-2U中电子回旋共振加热(ECRH)和离子回旋共振加热(ICRH)的实验结果。在电子回旋共振加热的实验中,使用一个频率为15GHz,功率约为30kW的微波源,建立了热电子温度为140～170kev的热电子环,这是半径为7～10cm,空间分布为一个非封闭的环。在离子回旋共振加热实验中,使用一个频率为4.81MHz,功率为40kW的射频源,对ECR等离子体进行离子回旋共振加热,观测到离子与电子受到了不同程度的加热,离子温度由原来的平均3eV升到8eV,电子温度由原来的平均20eV升到30eV,且等离子体电位及等离子体的约束特性均有所改变。     

MM-2磁镜装置上的电子回旋共振加热实验

在MM-2单磁镜装置上完成了电子回旋共振加热实验。装置中心的磁场强度约为3×10~(-1)T,磁镜比等于2.64:1,磁峰距为60cm,真空室内径为20cm,通过微波辐射耦合到中心平面的真空室而产生等离子体并使之加热。微波功率源是一个振动陀螺仪,它在10ms的脉冲持续时间内产生15MHz频率的30kW的输出功率。当出现反磁性信号时,观察到了硬X射线信号。韧致辐射发射分析表明:热电子温度约为25—30keV,通过多栅能量分析器测得的电子密度约为1.1—3.9×10~(1o)cm~(-3)。     

MM-2电子回旋共振加热实验的等离子体诊断

主要叙述了MM-2装置通过ECRH加热等离子体并形成热电子环的实验诊断方法,原理、结果和讨论。该方法采用多栅分析器测得了冷等离子体电子密度和温度、离子密度和温度、冷电子端损失分布和冷等离子体电子密度径向分布、寿命及电子环的位置大小。本文还扼要介绍了低频扰动的测量方法测得电子环的形成时间和存在时间。     

千兆电子伏重离子加速器——兰州冷却储存环

能量达千兆电子伏的兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个集加速、累积、电子冷却及内外靶实验于一体的多功能双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子回旋加速器系统HIRFL作注入器。CSR将重离子束的能量从兆电子伏提高到千兆电子伏,同时利用空心电子束冷却技术将束流的动量分散及发射度降低1~2个数量级,并提供多种类的高电荷态重离子束以及放射性次级束(RIBs),以开展更高精度的物理实验及更广范围的应用研究。兰州冷却储存环于2006年建成并投入运行,实现了剥离注入与多圈注入、空心电子束对重离子束的冷却与累积、变谐波宽能区同步加速、等时性环型谱仪、RIBs的产生与收集以及重离子束的快慢引出,并实现了高能重离子束的空心电子束冷却,使得重离子束的动量分散降低到10^-5量级,而发射度收缩到0.1πmm•mrad以下。同时,完成了短寿命近滴线核素的高分辨质量测量物理实验及高能重离子束深层治癌的临床应用实验。     

静态场电子陷阱的稳定性问题

本文讨论了静态场电子陷阱中电子的运动方程及端盖注入和环注入两种情况下的稳定解,考虑了将静态场电子陷阱应用于中微子质量测量实验的可能性。对文献中的错误作了纠正。     

100MeV电子直线加速器激励系统

文章描述了100MeV电子直线加速器激励系统的原理、结构、调试结果和主要技术性能。该系统的中功率速调管放大器能够输出15kW的脉冲功率,经微波输出部分分别激励6只高功率速调管。结果表明,系统结构简单,性能良好,完全满足加速器的使用要求。     

CF-Ⅱ等离子体环加热和注入实验

CF-Ⅱ等离子体环加热和注入实验,是利用场反向θ-箍缩所产生的等离子体环,通过物理变化导致等离子体环进行轴向激波加热向约束区传输,注入到磁镜系统中约束,以达到延长等离子体环的约束时间。在形成区产生的等离子体环的参数是:环半径R约为4cm,拉长度L约为40cm,电子密度n_e=10~(15)cm~(-3),电子温度T_c=20eV,约束时间τ约为30μs。等离子体环以7.8×10~6cm/s的速度从形成区向约束区传输,加热后的电子温度大约为34eV。     

CF-Ⅱ等离子体环加热和注入实验

CF—Ⅱ等离子体环加热和注入实验,是利用场反向θ-箍缩所产生的等离子体环,通过物理变化导致等离子体环进行轴向激波加热向约束区传输,注入到磁镜系统中约束,以达到延长等离子体环的约束时间。 在形成区产生的等离子体环的参数是:环半径R_s约为4cm,拉长度L_s约为40cm,电子密度n_e=10~(15)cm~(-3),电子温度T_e=20eV,约束时间τ约为30μs。等离子体环以7.8×10~6cm/s的速度从形成区向约束区传输,加热后的电子温度大约为34eV。     

EAST全超导托卡马克上硅漂移探测器软X射线能谱诊断

采用性能优越的15道硅漂移探测器（SDD）阵列,在EAST全超导托卡马克上建立了1套较为完善的软X射线能谱诊断系统,用以测量等离子体在软X射线辐射能段(1～20keV)的能谱。该诊断系统的观测范围基本覆盖了整个等离子体空间,因此,可满足EAST不同放电位形下电子温度测量的要求。利用该诊断系统,可获得时间分辨达50ms、空间分辨约为7cm的电子温度剖面。通过对比发现,由该诊断系统所得到的电子温度与其它电子温度诊断系统所测量的电子温度基本一致。此外,该诊断系统还可监测在软X射线能量范围内出现的一些金属杂质的特征线辐射。     

日本电子辐照加速器考察

日本在辐射加工方面仅次于美国,其电子束功率约占世界总功率15MW的四分之一。日新高压公司(NHV)在廿五年内共生产电子辐照用加速器九十多台,总功率达3.25MW,最高能量达3MeV,最大束流达200mA,单机功率可达200kW,已形成系列产品,年生产能力为～400kW。     

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。     

80kW中性粒子束注入器实验研究

本文简要叙述了引出电压28kV、脉宽25ms的80kW中性束注入器原理,详细报导了实验结果并同理论值做了比较。     

HLS脉冲八极磁铁注入方案设计与研究

脉冲多极磁铁注入方法是近年来储存环上新兴的一种束流注入方案,具有注入元件少和对储存束流扰动小等优点。本文研究了在合肥光源(Hefei Light Source,HLS)上储存环采用单块脉冲八极磁铁实现束流注入的设计方案。通过物理过程推导和计算,在储存环上选择合适的八极磁铁的安装位置,初步确定相应的磁铁参数。对注入过程进行跟踪模拟,结果验证了注入束流的存活效率较高,对于储存束流的扰动比脉冲四极磁铁和脉冲六极磁铁注入方法更小,证明了在HLS上采用单块脉冲八极磁铁完成注入过程是可行的。     

激光波长对超热电子产生影响的实验研究

实验研究了两种波长超短脉冲激光(744 nm/120 fs/12 mJ、248 nm/420 fs/35 mJ)与固体(Cu)等离子体的相互作用,利用电子磁谱仪与成像板探测器测量了激光入射平面内超热电子的能谱与角分布.在无预脉冲、P极化激光45°斜入射的条件下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度分别为46和19.4 keV,超热电子主要沿靶法线方向发射.产生超热电子的主导机制为真空加热,实验验证了真空吸收定标率Th≈4.11×10-2(Iλ2)1/2.54(keV).等离子体的电荷分离势分别为70和45 keV.     

JT—60U上用LHRF系统进行电子回旋共振放电清洗

本文研究了在第一壁完全被石墨瓦覆盖的JT-60U上电子回旋共振放电清洗（ECR-DC）。由低混杂频率范围（LHRF）系统产生的2GHz带射频（RF）波被用于约0.06T的环向磁场中的ECR-DC。经LH电流驱动发射器已重复注入了高达～125kW脉宽～60s的RF功率。ECR-DC增大了石墨第一壁上的粒子再循环率,并在氘气中进行ECR,观察到了明显的水蒸气解吸（质量数m/e=20）。而且,还发现在D2中进行ECR有效地解吸了氘放电的高功率加热期间注入到石墨第一壁上的氘。这表明ECR-DC是降低未来托卡马克聚变堆中氚投料量的有效工具之一。     

15 MeV电子束驱动中子源靶站模拟分析

电子轰击金属靶产生的中子源,可用于核素反应截面测量实验。为利用7.5 kW、15 MeV电子加速器作为驱动加速器,产生适用于核数据测量实验的中子源,相应开展了该功率下的中子靶站设计。研究中,依据蒙特卡罗程序MCNPX模拟计算的中子源数据,分析优化靶站结构;计算得到靶体能量沉积,导入商用CFD软件CFX中作为热源,模拟分析靶体对流传热性质,优化冷却通道模型,安全实现中子靶站冷却。本研究模拟设计的靶站,能产生强度为10¹²s^-1量级的中子源。     

工业电子辐照加工及加速器性能检测

本文简要介绍了电子辐射加工技术的主要特点以及中国科学院高能物理研究所10MeV/15kW辐照加速器的主要性能。给出了能量、流强、扫描均匀性、扫描长度以及束斑形状等5个重要参数的测量方法及结果。      

用H_α光谱测量研究MM-2装置中热电子等离子体性质

描述了简单磁镜装置MM-2中ECRH等离子体的H。面发光度的特性,与朗缪尔探针、X射线探测器、反磁探针等测量结果相结合,给出了MM-2装置中ECRH等离子体的H。发射时间特性及预电离特性等重要参数。结果表明,在热电子环建立之前,预电离期间已有H。谱的发射,而在热电子环破裂之后,冷等离子体的衰减时间常数比热电子环的衰减时间常数大,这与X射线方法测量的结果是一致的。