HL-2A装置电子密度多道干涉测量实验系统

电子密度是核聚变等离子体研究中的一个主要物理参数,为获取电子密度时空分布的准确信息,结合HL-2A装置结构特点设计并建立了八道FIR激光干涉仪测量系统。在长光路的布局中采用了介质波导传输,研制了长谐振腔高功率HCN波导激光器。另外为减少干扰影响在差拍信号数据采集电子学中采用了数字锁相滤波FPGA技术, 并用软件和硬件两种相位比较方法监测电子密度,实现了密度随时间变化的实时显示。在等离子体放电中干涉仪系统测量精度可达1/33条纹,相应密度约为1.3×10¹¹cm^-3,时间分辨为0.1ms。     

HL-2M 初始等离子体第一壁安装研究

HL-2M 初始等离子体第一壁主要由 2mm 厚度的护板及下部支撑构成，与 HL-2M 限制器 共同构成 HL-2M 真空室内壁保护层。针对第一壁的结构设计及总体的安装规范，提出了第一壁整体的安装工艺 方案，采用螺柱焊、氩弧焊对第一壁的支撑进行固定，采用可利用螺柱调节部件定位精度的辅助工装，并全程利 用激光跟踪仪进行安装精度的实时调节。最终，完成了 HL-2M 初始等离子体第一壁总体安装，部件安装精度达 到±2mm、焊缝质量满足一级焊缝要求、结构能承受 3675N 以上拉力。在 HL-2M 初始等离子体放电过程中第一 壁运行良好。      

HL-2M 装置主机安装工艺分析与研究

在 HL-2M 装置主机安装工艺方案制定和项目建设过程中采用 CAD&CAE 设计工艺分析方法,根据 各系统功能需求和安装进度需求,多次优化了主机安装工艺方案,对各系统之间的位置关系进行检查并对安装方 案进行了计算机辅助模拟,最终形成了完善的具有可实施性的安装工艺技术方案。对安装工艺方案进行了全面分 析与研究,总结论述了基准网的构建和关键部件的测量、绝缘与垫层工艺方案,装置核心区域磁导率控制等问题, 对未来聚变堆的建设与发展提供了有价值的设计和工艺参考。     

双色滤波器在远红外激光干涉仪上的应用

介绍了用于保护HL-2A装置远红外激光干涉仪探测器的双色滤波器。根据双色滤波器理论优化设计了双色滤波器的外型和结构,并首次用于HL-2A远红外激光干涉仪密度测量系统。实验结果表明,当双色滤波器长度l=0.2mm,直径d=0.23mm,孔之间的间隔s=0.33mm时,双色滤波器能够很好地隔离68GHz的ECRH波带来的干扰,并对890GHz的HCN激光波有较好的透过率。     

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介绍了用于保护HL-2A装置远红外激光干涉仪探测器的双色滤波器。根据双色滤波器理论优化设计了双色滤波器的外型和结构,并首次用于HL-2A远红外激光干涉仪密度测量系统。实验结果表明,当双色滤波器长度l=0.2mm,直径d=0.23mm,孔之间的间隔s=0.33mm时,双色滤波器能够很好地隔离68GHz的ECRH波带来的干扰,并对890GHz的HCN激光波有较好的透过率。     

HL-2M 装置主机集成安装工程质量管理

基于 HL-2M 装置主机集成安装实践,以风险控制、过程管理为质量管理工作总体思路,对工程策 划、实施、验收环节进行全面质量管理。通过实施质量管理活动,确保了 HL-2M 装置主机集成安装工程达到质 量目标,并于 2020 年 12 月 4 日首次放电成功。通过本项目的实施积累了大科学工程的质量管理经验。     

HL-2M 装置集成安装进度控制研究

大型托卡马克装置集成安装工程子项多、接口繁多、工作空间狭小、系统复杂、参与人员众多,如 何做好装置集成安装的进度控制至关重要。基于工程进度风险管理思维,详细分析了 HL-2M 装置集成安装进度 控制风险因素,并探索了进度控制体系有效运行方式,为安装进度风险可控且实现进度控制目标提供了保障,也 为我国大型磁约束核聚变装置集成安装标准化和规模化发展积累了经验。     

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用密度调制的方法研究了等离子体中粒子输运问题。采用了注入脉冲式补充送气和超声分子束两种不同的密度调制方法。在HL-2A装置常规欧姆放电的情况下,运用有限差分法和Nagashima矩阵技术,求解了粒子平衡方程。计算出了粒子的输运系数(对流速度v和扩散系数D)。研究了粒子输运系数与等离子体线平均密度之间的关系。实验结果表明,在欧姆放电的情况下,等离子体芯部的粒子对流速度方向始终是向内的,并且密度低时,粒子输运系数(粒子扩散系数D和对流速度v)较大;密度高时,粒子输运系数较小。     

Density Fluctuation Measurements Using FIR Interferometer on HL-2A Tokamak

Density fluctuations were first measured in the core region of HL-2A tokamak plasma using a newly developed multi-channel FIR interferometer system. In divertor ohmic discharges, we measured the radial density fluctuation levels of 5%, which increase to 10-20% during the appearance of MHD activity. Most of the power density in the density fluctuation spectrum is directly associated with m = 2 tearing modes. The fluctuation levels reduce to 1/3 and plasma confinement is improved during off-axis electron-cyclotron-resonance heating （ECRH）.