重离子惯性约束核聚变注入器的最新进展

基于超高强流加速器轰击氘氚球靶可实现可控核聚变,但相关的装置非常庞大,以至于到目前仍不能建造。近年来,随着强流加速器技术的快速发展,尤其是激光离子源和单腔多束型加速器的发展,使得实现重离子惯性约束核聚变成为可能。本文介绍了重离子惯性约束核聚变注入器的新设计,尤其是低能段和中能段单腔多束型加速器的设计,为重离子惯性约束核聚变提供技术支持。     

麦克风效应对CiADS超导腔稳定性影响的仿真分析

加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)对质子超导直线加速器提出了高稳定性要求，在工程设计阶段需对直线加速器的各种不稳定因素，特别是对超导腔的麦克风效应的影响进行评估。基于谐振系统的冲击响应模型，发展了一种离散化的电压迭代求解方法，并利用该方法构建了高频系统仿真程序，用于分析麦克风效应作用下超导腔的时变状态。通过仿真，研究了麦克风效应对腔体幅相稳定性的影响及与超导腔的谐振频率、Q值和带宽等参数的关系。结果表明，麦克风效应主要影响超导腔的相位稳定，其影响程度取决于麦克风振荡频率与腔的谐振频率、频率偏移量与腔体半带宽的比值。给出了满足CiADS直线加速器超导腔幅相稳定性指标(0.1%和0.1°)的麦克风振荡强度限值。     

固态功率源功放模块反射功率过荷分析

中国加速器驱动次临界系统(Chinese Accelerator Driven Sub-critical System,C-ADS)注入器II超导直线加速器采用固态功率源驱动常温加速结构和超导腔,运行中出现了功率源的功放模块因反射功率过荷而损坏的现象。为此研究了反射功率在模块间的分配与功率合成网络S参数以及模块输出状态的关系。结果表明:如果个别功放模块无功率输出,合成失衡会导致反射功率在模块间的不平衡分布,部分模块承受的反射功率将超过其实际承受能力。对于一级合成的功率源,只有失效模块承受的反射功率可能超限;对于多级合成的功率源,失效模块以及同一合成支路的正常模块均存在反射功率过荷的可能性。     

压管式水冷板90°弯管内流动及传热特性研究

为优化压管式水冷板中弯管结构，并为微小发热电子器件在水冷板上合理的布局提供指导性意见，通过FLUENT软件，采用RNG k-ε模型，对一款应用于射频功放散热的压管式水冷板“D”形直角弯管处流场及热分布进行三维数值模拟，并通过试验对其结果进行了验证。同时讨论了不同弯曲度和雷诺数对流道内迪恩涡结构、流动阻力及传热特性的影响。结果表明：管道弯曲段压力从外壁到内壁呈梯度减小且总压力损失在弯曲度R/D为1.5～2范围内最小。沿弯管流道方向，“D”形弯管中心线两侧形成迪恩涡，在弯管出口90°截面二次流强度最大。在弯管出口段2D～4D范围内对流换热系数达到极大值，线性拟合得到极大值点位置S₂/D与雷诺数Re之间的关系，S₂/D=0.002 9Re-0.114。研究结果可为微小电子发热器件在水冷板布局提供指导性意见。