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中性束注入器低温泵液氮管道压力自动控制 预览
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作者 汪金新 谢远来 +3 位作者 胡纯栋 陶玲 宋士花 邑伟 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-5,共5页
中性束注入器(NBI)低温泵管道液氮压力波动原因,提出模糊控制算法自动控制低温泵管道液氮压力。通过设计模糊规则表及Matlab仿真验证,实现了在NBI实验中对低温泵管道液氮压力的自动控制。结果表明,模糊控制算法对自动控制NBI低温泵管道... 中性束注入器(NBI)低温泵管道液氮压力波动原因,提出模糊控制算法自动控制低温泵管道液氮压力。通过设计模糊规则表及Matlab仿真验证,实现了在NBI实验中对低温泵管道液氮压力的自动控制。结果表明,模糊控制算法对自动控制NBI低温泵管道液氮压力有较明显的效果。 展开更多
关键词 模糊控制 MATLAB 中性束注入器 压力控制
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基于负离子的中性束注入器加速极逆变型高压电源控制策略 预览
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作者 张明 周澜 +4 位作者 王姝 马少翔 章雪亮 于克训 潘垣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期67-73,共7页
ITER中性束注入器加速极需要一套逆变型直流高压电源系统。该电源采用三相三电平(TPTL)直流变换器作为基本单元,通过占空比控制实现对输出电压的快速调节。针对三相三电平直流变换器在小占空比模式下输出电压纹波大的缺点,提出了一种全... ITER中性束注入器加速极需要一套逆变型直流高压电源系统。该电源采用三相三电平(TPTL)直流变换器作为基本单元,通过占空比控制实现对输出电压的快速调节。针对三相三电平直流变换器在小占空比模式下输出电压纹波大的缺点,提出了一种全新的控制策略。该策略通过协调直流母线电压的大小和逆变器占空比的变化对输出电压进行调节。为了验证新的控制策略的性能,搭建了200kV/60A的MATLAB/Simulink仿真模型和400V/6A的原理样机。仿真结果和样机实验结果表明,新的控制策略可以实现逆变型高压电源在输出电压快速可调的情况下降低输出电压纹波。 展开更多
关键词 高压电源 中性束注入器 控制策略 三相三电平直流变换器 占空比控制
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Achievement of 1000 s plasma generation of RF source for neutral beam injector
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作者 胡纯栋 谢亚红 +7 位作者 许永建 蒋才超 韦江龙 顾玉明 崔庆龙 梁立振 陈世勇 谢远来 《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第2期5-8,共4页
A radio frequency(RF) ion source was developed for neutral beam injector in Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences(ASIPP). A cylindrical driver based RF plasma source was tested and optimized for lon... A radio frequency(RF) ion source was developed for neutral beam injector in Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences(ASIPP). A cylindrical driver based RF plasma source was tested and optimized for long pulse operation. Recently, the plasma source achieved 1000 s stable plasma discharge with RF power of 35 k W and source pressure of 0.7 Pa for the first time.The heat loading on each of driver components such as the Faraday shield(FS), RF coil and expansion chamber was measured by the water flow calorimeter system. The experiment results showed that FS is the component with highest heat loading and the heat loading on FS was about 65.8% of total heat loading on source. The details of the long pulse operation of RF plasma source are presented in this paper. 展开更多
关键词 NEUTRAL BEAM INJECTOR RF ion source water flow CALORIMETER long PULSE
Thermal analysis of EAST neutral beam injectors for long-pulse beam operation
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作者 胡纯栋 许永建 +9 位作者 谢远来 谢亚红 梁立振 蒋才超 刘胜 韦江龙 盛鹏 刘智民 陶玲 NBI Team 《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第4期176-180,共5页
Two sets of neutral beam injectors (NBI-1 and NBI-2) have been mounted on the EAST tokamaksince 2014. NBI-1 and NBI-2 are co-direction and counter-direction, respectively. As with in-depth physics and engineering st... Two sets of neutral beam injectors (NBI-1 and NBI-2) have been mounted on the EAST tokamaksince 2014. NBI-1 and NBI-2 are co-direction and counter-direction, respectively. As with in-depth physics and engineering study of EAST, the ability of long pulse beam injection should berequired in the NBI system. For NBIs, the most important and difficult thing that should beovercome is heat removal capacity of heat loaded components for long-pulse beam extraction. Inthis article, the thermal state of the components of EAST NBI is investigated using water flowcalorimetry and thermocouple temperatures. Results show that (1) operation parameters have anobvious influence on the heat deposited on the inner components of the beamline, (2) a suitableoperation parameter can decrease the heat loading effectively and obtain longer beam pulselength, and (3) under the cooling water pressure of 0.25 MPa, the predicted maximum beampulse length will be up to 260 s with 50 keV beam energy by a duty factor of 0.5. The resultspresent that, in this regard, the EAST NBI-1 system has the ability of long-pulse beam injection. 展开更多
关键词 thermal analysis NEUTRAL BEAM injector BEAM extraction BEAM divergence ionsource
R&D progress of high power ion source on EAST-NBI
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《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第1期158-161,共4页
中性束注入器多通道远程真空测量系统设计 预览
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作者 王铭翔 谢远来 +2 位作者 汪金新 郎嘉琪 胡纯栋 《核电子学与探测技术》 北大核心 2018年第5期613-619,共7页
为满足中性束注入器多点、远程真空监测的需要,设计了基于STM32的多通道远程真空测量系统。该系统采用规管传感器测量得到真空室的真空度电压信号,采样芯片ADS1256测量经信号调理电路调理后的规管电压信号,以STM32F103ZET6作为主控芯片... 为满足中性束注入器多点、远程真空监测的需要,设计了基于STM32的多通道远程真空测量系统。该系统采用规管传感器测量得到真空室的真空度电压信号,采样芯片ADS1256测量经信号调理电路调理后的规管电压信号,以STM32F103ZET6作为主控芯片,结合模数转换电路、基准电压产生电路及其他电路,将处理后的数据由以太网传输到上位机,利用上位机软件实现对中性束注入器真空状态的实时监测、预警和分析。测试结果表明:该系统稳定有效运行,适用于中性束注入器真空度测量。 展开更多
关键词 真空 测量 远程 多通道 STM32 中性束注入器
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EAST-NBI偏转磁体电源控制与保护研究 预览
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作者 赵远哲 胡纯栋 +2 位作者 梁立振 庆龙 潘军军 《核科学与技术》 2017年第1期13-18,共6页
为满足EAST-NBI恒定磁场需求,保障磁体电源安全、稳态运行,设计了偏转磁体电源控制与保护系统并对其性能进行了实验验证。本文在简要介绍偏转磁体电源的设计指标和技术方案的基础上,详细介绍了其控制与保护系统的设计。实验结果表明,该... 为满足EAST-NBI恒定磁场需求,保障磁体电源安全、稳态运行,设计了偏转磁体电源控制与保护系统并对其性能进行了实验验证。本文在简要介绍偏转磁体电源的设计指标和技术方案的基础上,详细介绍了其控制与保护系统的设计。实验结果表明,该控制与保护系统保障了磁体电源时序和幅值输出的一致性,并通过故障报警与连锁保护保障了磁体电源的安全可靠运行,满足实验需求。 展开更多
关键词 中性束注入器 磁体电源 控制与保护系统
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中性束注入器电偏转系统的参数设计与估算研究 预览
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作者 梁立振 赵祥学 +1 位作者 王艳 胡纯栋 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期344-348,共5页
为EAST装置中性束注入器设计了一套用于将剩余离子在线电偏转的结构,并对系统各设备的核心参数进行了估算。在4.41kV偏转电压作用下,该电偏转系统可提供80keV氘离子束偏转所需的偏转电场。在偏转电场调制情况下,该电偏转系统可有效... 为EAST装置中性束注入器设计了一套用于将剩余离子在线电偏转的结构,并对系统各设备的核心参数进行了估算。在4.41kV偏转电压作用下,该电偏转系统可提供80keV氘离子束偏转所需的偏转电场。在偏转电场调制情况下,该电偏转系统可有效降低极板表面的热负荷,进而满足EAST中性束注入器稳态运行的需要。 展开更多
关键词 中性束 偏转系统 电偏转 中性束注入器
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EAST中性束注入器水流热量累积测量系统误差分析 被引量:2
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作者 陈宇 胡纯栋 +3 位作者 许永建 于玲 栗翔 张为堂 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期66-71,共6页
水流量热法是强流离子束束功率测量常用的方法,由于测量仪表安装位置的问题,EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)全超导托卡马克中性束注入水流热量累积测量系统中存在不可忽略的误差。本文结合水流热量累计测量... 水流量热法是强流离子束束功率测量常用的方法,由于测量仪表安装位置的问题,EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)全超导托卡马克中性束注入水流热量累积测量系统中存在不可忽略的误差。本文结合水流热量累计测量系统的原理分析其误差的来源,针对其中由于采集时间有限和真空室内外热传递损失三部分误差来源进行了详细的分析和修正,将沉积功率百分比由73.72%提高到86.27%,修正结果显著。最终将修正方法嵌入到现有的沉积功率计算系统中,实时地进行误差修正,从而得到更精确的沉积在热承载部件上的功率沉积,为功率沉积分布和中性化效率的精确测量提供依据。 展开更多
关键词 中性束注入器 水流热量累积测量系统 误差修正
EAST中性束注入器研制进展 被引量:5
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作者 胡纯栋 许永建 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期91-94,共4页
EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)作为世界上第一个全超导非圆截面托克马克,其目标是研究1000 s的长脉冲稳态运行的前沿性物理问题,要达成这一目标,必须有高功率电流驱动和辅助加热系统以实现EAST装置的高参... EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)作为世界上第一个全超导非圆截面托克马克,其目标是研究1000 s的长脉冲稳态运行的前沿性物理问题,要达成这一目标,必须有高功率电流驱动和辅助加热系统以实现EAST装置的高参数稳态运行。中性束注入(Neutral Beam Injection, NBI)加热是等离子体辅助加热和维持最有效的手段之一,为此一套注入功率4–8 MW、脉冲宽度10–100 s的中性束注入系统于2010年开工建设,并于2014年实现了对等离子体的加热和驱动。本文主要展示了EAST中性束注入器的最新进展,从长脉冲束引出和高功率束引出两个方面介绍了 EAST 中性束注入器综合测试台的最新实验结果,结果表明在束功率和脉冲宽度方面已经达到或超过设计指标。 展开更多
关键词 中性束注入器 束引出 离子源
The Timing System of the Neutral Beam Injector on EAST
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作者 盛鹏 胡纯栋 +6 位作者 崔庆龙 赵远哲 张小丹 张睿 林宇莲 虞珊 高洋洋 《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第5期425-429,共5页
In order to synchronize the elements of the EAST Neutral Beam Injector(NBI)spatially located in several places,a distributed Timing System(TS) is developed in this paper.The timing system provides a clock reference fo... In order to synchronize the elements of the EAST Neutral Beam Injector(NBI)spatially located in several places,a distributed Timing System(TS) is developed in this paper.The timing system provides a clock reference for synchronization and an interlock protection of the EAST NBI system.It sends timing signals to field devices,controls the pulse widths of the timing sequences,and provides a sampling clock for the Data Acquisition System(DAS).The timing system also generates analog waveforms to control power supplies and gas supplies according to the operator’s configuration.The timing system is developed on a PXI(PCI extensions for Instrumentation) platform consisting of a Lab VIEW workstation and a timing control terminal.The timing control terminal consists of a timing node and several control interface crates.Two timing nodes are configured in one beam line.Each node is responsible for the timing sequence,analog generation and feedback control for one ion source.The architecture and implementation of the timing system are presented in this paper. 展开更多
关键词 中性束注入 计时系统 定时系统 LabVIEW 数据采集系统 控制电源 控制终端 EAST
中性束注入器用串联高压缓冲器优化设计
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作者 程德胜 李格 +2 位作者 谢飞 袁红文 付鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期250-255,共6页
为了优化中性束注入器(NBI)用高压缓冲器的布局,分析了缓冲器结构设计参数和缓冲器性能的相互关系,并通过等效电路仿真模型修正了缓冲器放电峰值电流经验公式,得到了不同激励信号下串联高压缓冲器在高频脉冲放电情况下的特性,最... 为了优化中性束注入器(NBI)用高压缓冲器的布局,分析了缓冲器结构设计参数和缓冲器性能的相互关系,并通过等效电路仿真模型修正了缓冲器放电峰值电流经验公式,得到了不同激励信号下串联高压缓冲器在高频脉冲放电情况下的特性,最后,在高压缓冲器理论分析和仿真分析的基础上,对设计的非晶缓冲器和Deltmax缓冲器串联高压测试件进行了短路放电测试,得到了短路放电瞬间串联缓冲器的分压和回路的放电电流。放电实验结果表明,黑色非晶缓冲器感应电压频率响应比较快,Deltmax缓冲器可以消耗更多的故障电流能量,非晶缓冲器和Deltmax缓冲器这2种不同直流缓冲器的串联能够有效地抑制高压直流故障短路电流并吸收故障电能。 展开更多
关键词 中性束注入器 NBI 离子源 高压缓冲器 串联 分布电容 放电实验
EAST中性束注入用直流高压缓冲器磁滞模型分析 被引量:1
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作者 谢飞 李格 程德胜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期896-902,共7页
直流高压缓冲器是国家大科学工程先进实验超导托卡马克(EAST)中性束注入(NBI)系统中保护强流离子源的重要装置。为设计高可靠性的直流高压缓冲器,在Fink、Baker和Owen(简称F-B-O)直流高压缓冲器采用时变等效电阻而忽略并联电感... 直流高压缓冲器是国家大科学工程先进实验超导托卡马克(EAST)中性束注入(NBI)系统中保护强流离子源的重要装置。为设计高可靠性的直流高压缓冲器,在Fink、Baker和Owen(简称F-B-O)直流高压缓冲器采用时变等效电阻而忽略并联电感的模型基础上,结合平行四边形磁滞模型,建立了时变等效电阻和电感并联的模型,推导出时变等效电感随饱和深度的解析式,并建立了相应的仿真模型。仿真结果与实测结果基本符合,修正后的模型在30kV以下低电压作用下与F-B-O原模型符合,在30~80kV电压作用下,随着铁芯叠片饱和深度逐渐升高,时变等效电感作用引起的故障电流比理论计算值高10%~30%。 展开更多
关键词 中性束注入 NBI EAST 直流高压缓冲器 平行四边形磁滞模型 时变电感 放电试验 故障电流
Technical Design of Arc-Discharge and Deceleration Power Supply for MW Level NBI System on HL-2A Tokamak
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作者 陈文光 饶军 +6 位作者 李波 雷光玖 曹建勇 王明伟 康自华 冯鲲 HL-2A NBI Group 《等离子体科学和技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第10期936-940,共5页
Neutral beam injection (NBI) is one of the most effective ways to heat and drive plasma in a tokamak.The mega watt level neutral beam injector on the HL-2A tokamak con-sists of four high-power ion sources.Each source ... Neutral beam injection (NBI) is one of the most effective ways to heat and drive plasma in a tokamak.The mega watt level neutral beam injector on the HL-2A tokamak con-sists of four high-power ion sources.Each source is supplied by discharge,beam extraction and auxiliary power supplies.Some circuit topologies and control sequences designed for the system are presented in this paper.Some important technologies such as the notching circuit,insulated gate bipolar transistor (IGBT) series-connected switch,high-frequency switching power supply and control system based on a digital signal processor (DSP) have been used.The system can be effectively used for high current ion beam extraction,protection,ion optics and so on.The power system has been safely used in HL-2A high-parameter NBI experiments for three years.The power of NBI can be kept at higher than 0.75 MW for 1 second and the ion beam power extracted from the ion source is higher than 2 MW.The ion temperature of the plasma center is close to 2.0 keV.These results show that the design of this power system is reasonable and reliable,and it can fully meet the system requirements for NBI of the HL-2A tokamak. 展开更多
关键词 HL-2A装置 控制系统设计 电弧放电 辅助电源 NBI 兆瓦级 技术 等离子体加热
基于ANSYS的中性束注入器主真空室结构力学分析 预览 被引量:3
15
作者 曹占龙 刘智民 +2 位作者 谢远来 马功哲 胡纯栋 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第5期 101-103,共3页
利用ANSYS软件建立了EAST中性束注入器样机主真空室的有限元模型,分析了主真空室的受力情况;主真空室由三段组装而成,依据实际的材料和受力情况,分别对三段放置于地面以及整体连接放置在导轨上两种工作状况下进行结构静力学分析,得到了... 利用ANSYS软件建立了EAST中性束注入器样机主真空室的有限元模型,分析了主真空室的受力情况;主真空室由三段组装而成,依据实际的材料和受力情况,分别对三段放置于地面以及整体连接放置在导轨上两种工作状况下进行结构静力学分析,得到了相应工作状况下的结构应力分布和变形情况。分析表明主真空室在两种工作状况下最大Von-Mises等效应力值小于材料屈服强度,主真空室结构是安全和稳定的,分析结果给主真空室下一步的优化设计和结构选材提供了依据。 展开更多
关键词 中性束注入器 主真空室 ANSYS 结构静力学分析
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基于数字控制大功率整流电源的设计 预览 被引量:2
16
作者 蒋才超 胡纯栋 +1 位作者 刘智民 刘胜 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期 233-236,共4页
针对典型的大功率整流电源,提出了一种基于数字控制的设计方案。通过对大功率中性束注入器离子源灯丝电源的方案设计和实验结果,验证了数字控制方案的可行性与优越性。由于数字控制方案的应用,使得灯丝电源的设计更加智能化和简单化... 针对典型的大功率整流电源,提出了一种基于数字控制的设计方案。通过对大功率中性束注入器离子源灯丝电源的方案设计和实验结果,验证了数字控制方案的可行性与优越性。由于数字控制方案的应用,使得灯丝电源的设计更加智能化和简单化,为相关的应用场合提供了参考。 展开更多
关键词 中性束注入器 强流离子源 灯丝电源 数字控制
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中性束注入RF负离子源的发展及其特性研究 预览 被引量:1
17
作者 管亮 《南华大学学报:自然科学版》 2011年第3期 74-77,共4页
相对于灯丝源,RF源由于不需要维护现在已经成为灯丝源的一个令人感兴趣的替代品,IPP伽兴研究所对RF负离子源的大量的研究工作直接导致了ITER选择RF负离子源作为ITER堆中性束注入系统的离子源.这项工作使用三个实验装置:BATMAN、MAN... 相对于灯丝源,RF源由于不需要维护现在已经成为灯丝源的一个令人感兴趣的替代品,IPP伽兴研究所对RF负离子源的大量的研究工作直接导致了ITER选择RF负离子源作为ITER堆中性束注入系统的离子源.这项工作使用三个实验装置:BATMAN、MANITU及RADI,这三个实验装置沿三条线平行的进行不同的研究.实验结果表明IPP的RF负离子源已经达到甚至超过了ITER的要求. 展开更多
关键词 ITER RF负离子源 中性束注入
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中性束注入器离子源测试台可编程逻辑控制系统 预览 被引量:4
18
作者 宋士花 盛鹏 +3 位作者 刘胜 汪根生 曾岩 胡纯栋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期 1635-1639,共5页
为实现对离子源测试台系统现场设备的实时监控,设计了一套基于现场总线(Profibus)通讯协议的可编程逻辑控制器(PLC)系统。根据综合测试台测控要求确定PLC系统硬件配置,组建单主站Profibus-DP网络实现高速分布式I/O系统。该系统实时... 为实现对离子源测试台系统现场设备的实时监控,设计了一套基于现场总线(Profibus)通讯协议的可编程逻辑控制器(PLC)系统。根据综合测试台测控要求确定PLC系统硬件配置,组建单主站Profibus-DP网络实现高速分布式I/O系统。该系统实时监测现场设备状态并与中性束注入总控实时交换数据,协调控制现场设备按序稳定运行。全图形化的人机操作界面实现了系统运行的可视化操作,数据的实时存储和显示为物理操作人员提供了实验分析依据。整个系统控制稳定可靠,重复性好,兼容性及扩展能力强。 展开更多
关键词 离子源 中性束注入器 可编程逻辑控制器 现场总线 实时监测
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EAST强流离子源电源系统的初步测试运行 被引量:4
19
作者 刘智民 胡纯栋 +4 位作者 刘胜 蒋才超 宋士花 谢亚红 盛鹏 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期 837-841,共5页
测试NBI大功率强流离子源的综合测试台正在建设,已研制了离子源等离子体发生器电源系统、等离子体电极高压电源及梯度极分压器、抑制极负高压电源等电源系统,以及高压传输线及缓冲器,在测试台上开展了对EAST中性束注入器第一台兆瓦... 测试NBI大功率强流离子源的综合测试台正在建设,已研制了离子源等离子体发生器电源系统、等离子体电极高压电源及梯度极分压器、抑制极负高压电源等电源系统,以及高压传输线及缓冲器,在测试台上开展了对EAST中性束注入器第一台兆瓦级强流离子源样机进行整体电源系统测试和离子源起弧放电的初步测试,完成了离子源电源系统初步性能测试及系统整体联调,给出了各套电源系统测试运行达到的参数指标,在兆瓦级强流离子源样机上获得了首次离子源起弧放电的实验结果。 展开更多
关键词 中性束注入器 强流离子源 离子源放电
基于Monte-Carlo方法模拟分析NBI真空压力分布的研究 被引量:1
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作者 熊模华 朱武 +2 位作者 胡纯栋 谢远来 刘智民 《真空》 CAS 北大核心 2010年第2期12-16,共5页
中性束注入装置是产生高能中性粒子以加热托卡马克等离子体的装置。NBI真空压力分布是影响中性束传输效率特别是再电离损失的关键因素之一。研究分析了超导托卡马克实验装置中NBI的工作原理和结构特点,建立了EAST NBI的几何与物理模型,... 中性束注入装置是产生高能中性粒子以加热托卡马克等离子体的装置。NBI真空压力分布是影响中性束传输效率特别是再电离损失的关键因素之一。研究分析了超导托卡马克实验装置中NBI的工作原理和结构特点,建立了EAST NBI的几何与物理模型,利用Monte-Carlo方法建立NBI主真空室内分子运动及碰撞的数学模型,并运用Matlab软件编程实现对NBI主真空室内真空压力分布的模拟计算,得到主真空室内三段区域在进气过程中的气体分子三维分布图和平均压力变化曲线。研究可为EAST NBI主真空室内的中性化室、偏转系统、低温抽气系统的结构设计提供指导。 展开更多
关键词 中性束注入装置 模拟计算 压力分布 结构设计
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