中国聚变工程试验堆装置在电流猝灭过程中逃逸电流产生和抑制的数值模拟

中国聚变工程试验堆等离子体电流高达14 MA,等离子体破裂将产生大量逃逸电子,形成巨大的逃逸电流,如不抑制将对装置造成极大的损伤。本文利用托卡马克等离子体破裂的零维模型,数值计算了中国聚变工程试验堆在电流猝灭阶段Dreicer机制产生逃逸种子的雪崩倍增,获得了逃逸电流和逃逸动能随时间的演化关系,并与解析结果进行了对比。研究了影响电子雪崩过程逃逸电流的关键物理因素,发现破裂后等离子体电子温度、密度和有效电荷对逃逸种子电流的产生和逃逸电流的抑制有巨大影响。通过增加电子密度,从而增强碰撞耗散,可以有效抑制破裂后逃逸电流,这对选择合适的方法抑制破裂后的逃逸电子具有积极的意义。     

KSTAR装置逃逸电子同步辐射功率谱的研究

电子逃逸是托卡马克等离子体中一种普遍的现象.对逃逸电子的监测是保护装置第一壁材料的基础.托卡马克上等离子体芯部逃逸电子发射的同步辐射是利用红外相机测量,但是红外相机的光路成本高,相机本身也比较昂贵.通过分析KSTAR装置逃逸电子的同步辐射功率谱,研究了逃逸电子同步辐射波长与能量的关系,拟发展新型的逃逸电子诊断系统.     

等离子体中逃逸电子产生机制的实验研究

本文主要介绍了等离子体中逃逸电子产生机制的计算及在不同的条件下逃逸电子产生机制占有不同的主导地位。逃逸电子的产生主要有两种机制:一种是初级产生机制主要在初级阶段占主导作用;另一种是次级产生机制在放电的平顶阶段起主导作用。托卡马克装置中的逃逸电子产生时会伴有很高的能量释放,对实验装置第一壁材料的性能和寿命造成不良影响。     

HL-2A托卡马克上slide-away放电特征研究

托卡马克装置上等离子体不稳定性会被非麦克斯韦分布的逃逸电子激发。逃逸电子在特定条件下会与不稳定性发生反常多普勒共振,此共振结果将降低逃逸电子的能量,减小对装置造成的危害。本文利用电子回旋辐射(ECE)等诊断系统分析了HL-2A上slide-away放电中反常多普勒共振特征。实验结果表明：slide-away放电模式下ECE信号主要有台阶型、指数型、指数-台阶型和双波型4类波形。统计显示不稳定性阈值与等离子体电流以及磁场强度值无线性关系。反常多普勒不稳定性阈值(ω_pe/ω_ce)统计分布范围约为0.17～0.80,其中最高值分布范围为0.35～0.40。     

HT－7超导托卡马克电流调制抑制破裂不稳定性的实验研究

HT-7超导托卡马克上的实验观察到,通过对等离子体环向电流的交流调制(即振荡通量电流驱动)的方法,可有效抑制撕裂模不稳定性,从而抑制大破裂。环向电流的交流调制也可减轻等离子体与壁的相互作用,减少杂质辐射,延长托卡马克等离子体放电时间。HT-7超导托卡马克上的实验发现,用等离子体环向电流的交流调制的方法,有效抑制MHD、推迟或避免大破裂的阈值是：当等离子体电流的交流调制幅值与等离子体电流的比值为10％～30％时有明显的抑制效果,小于10％时无抑制效果,大干35％会影响等离子体的稳定性。     

KT—5C托卡马克等离子体中磁场涨落的测量

在ＫＴ－５Ｃ托卡马克等离子体中进行了磁场涨落的测量，获得了磁场涨落的频谱和径向分布，实验结果表明，磁场涨落的幅度随着等离子体半径的增加而减少，对于不同ｑ值的放电条件下都是如此。实验中还观察到如果在限制器上施加正偏压的话，能够相当有效地抑制磁场涨落的幅度。     

KT－5C托卡马克等离子体中磁场涨落的测量

在ＫＴ－５Ｃ托卡马克等离子体中进行了磁场涨落的测量，获得了磁场涨落的频谱和径向分布，实验结果表明，磁场涨落的幅度随着等离子体半径的增加而减少，对于不同ｑ值的放电条件下都是如此．实验中还观察到如果在限制器上施加正偏压的话，能够相当有效地抑制磁场涨落的幅度．     

试探粒子模型下托卡马克中逃逸电子的能量极限分析

高能量的逃逸电子轰击装置的第一壁材料会对托卡马克装置构成严重威胁.利用试探粒子模型分析了HT-7托卡马克中限制相对论逃逸电子的能量机制.     

利用外加偏压导体法控制球形托卡马克电磁扰动实验研究

MHD(Magneto hydrodynamic,磁流体力学)不稳定性是托卡马克磁约束聚变等离子体中的基本物理现象,是影响装置放电稳定性及等离子体约束性能的重要因素,通过磁探针诊断对球形托卡马克上的Mirnov扰动进行测量和分析,并利用外加偏压导体方法首次对扰动进行抑制。     

托卡马克等离子体中电子逃逸产生机制综述

托卡马克等离子体中与逃逸电子动力学相关的实验研究是热核聚变的重要研究课题之一.逃逸电子的初级和次级产生机制是逃逸电子产生的两个主要机制.根据国内外的一系列资料,介绍了热核聚变研究中不同放电条件下逃逸电子的产生过程以及实验证据,包括:欧姆放电中电子逃逸的雪崩过程,电子回旋共振加热期间逃逸电子产生的实验现象以及低杂波电流驱动与离子伯恩斯坦波协同加热下逃逸增强的实验研究.     

A role for graphene in silicon-based semiconductor devices

As silicon-based electronics approach the limit of improvements to performance and capacity through dimensional scaling, attention in the semiconductor field has turned to graphene, a single layer of carbon atoms arranged in a honeycomb lattice. Its high mobility of charge carriers (electrons and holes) could lead to its use in the next generation of high-performance devices. Graphene is unlikely to replace silicon completely, however, because of the poor on/off current ratio resulting from its zero bandgap. But it could be used to improve silicon-based devices, in particular in high-speed electronics and optical modulators.     

行波磁场对板坯连铸结晶器内钢水流态的影响

针对板坯连铸过程中, 结晶器内钢水在行波磁场(电磁搅拌)作用下的流动行为, 采用水银作为模拟工质进行模型实验, 并结合基于流场雷诺应力模型的数值模拟, 分析钢水的流动规律及其对连铸工艺的影响. 研究结果显示, 施加行波磁场(电磁搅拌)时, 结晶器内钢水注流的对称性发生了改变, 进流被电磁力推向一侧, 在结晶器内形成全区域的水平环流, 破坏了通常钢水注流所呈现的规律性上下环流; 在结晶器上部近液面区域内, 水口两侧的环流分别被压缩到靠近水口或窄面的位置, 从而使结晶器内流场趋于紊乱的三维流态; 同时, 液面波动幅度增大, 在钢水注流与电磁力反向的一侧, 液面波动更加剧烈.     

外磁场中二维XY模型的动力学相变

考察了外磁场中二维ＸＹ模型的两个伦形之间的Ｄａｍａｇｅ相距随时间的演化,类似于零场情况,二维ＸＹ模型在外磁场中出现动力学相变、并存在３个温度区域     

筒阀紧急动水关闭特性的数值模拟

为了防止水轮机飞选现象的发生,运用动网格和滑移网格技术,对动水关闭状态下的筒阀运动进行了三维非定常数值模拟和水力特性的研究．结果表明,筒阀的表面压力呈不均匀分布,引起的倾覆力矩最大值达2．94×10^4N·m．轴向力在筒阀关闭90％时达到峰值,并根据其变化的平稳程度提出了优化的筒阀关闭方式．此外,对筒阀表面的压力脉动进行了频谱分析,表明压力脉动的形成是尾水管涡带振动向上传递的结果．上述水力特性的分析不仅可以预测混流炎水轮机的工作状态．而且可以为筒阀运动的执行机构——多液压缸同步运动系统提供理论依据．     

SF_6旋弧式断路器似稳吹弧磁场的数值分析

SF_6旋弧式断路器依靠相位上滞后的吹弧磁场对电流产生的电动力,使电弧在SF_6气体中快速旋转而熄灭。这种断路器的灭弧机理与磁场形态有密切关系,吹弧磁场是由通过吹弧线圈的电弧电流与铜套中的涡流共同产生的。本文用数值方法研究这种吹弧装置的似稳态磁场,计算结果与实验数据十分吻合,说明所采用的方法具有满意的精度。通过在不同条件下对吹弧磁场的数值分析,找到了吹弧装置的结构参数和材料性能与磁场的关系,并且还提出了在电弧电流零区获得最大磁场的途径。     

磁性隧道结电阻与电流驱动相关性分析

利用离子束高真空复合溅射装置置备具有Ta缓冲层和Ta/Te/Ta覆盖表面层的Fe/Al2O3/FeCo的磁性隧道结，在零磁场下观测隧道结电导和结电阻面积积（RA）与垂直射入隧道结平面的自旋极化发射电流的依赖关系，研究关系，研究发现，磁性隧道结的电导和RA的发射电流驱动效应取决于隧道结的物相成分，微结构和电流强度，在大驱动电流范围观测电到导特性不同的4个区域。     

Tunnelling between the edges of two lateral quantum Hall systems

The edge of a two-dimensional electron system in a magnetic field consists of one-dimensional channels that arise from the confining electric field at the edge of the system. The crossed electric and magnetic fields cause electrons to drift parallel to the sample boundary, creating a chiral current that travels along the edge in only one direction. In an ideal two-dimensional electron system in the quantum Hall regime, all the current flows along the edge. Quantization of the Hall resistance arises from occupation of N one-dimensional edge channels, each contributing a conductance of e2/h. Here we report differential conductance measurements, in the integer quantum Hall regime, of tunnelling between the edges of a pair of two-dimensional electron systems that are separated by an atomically precise, high-quality, tunnel barrier. The resultant interaction between the edge states leads to the formation of new energy gaps and an intriguing dispersion relation for electrons travelling along the barrier: for example, we see a persistent conductance peak at zero bias voltage and an absence of tunnelling features due to electron spin. These features are unexpected and are not consistent with a model of weakly interacting edge states. Remnant disorder along the barrier and charge screening may each play a role, although detailed numerical studies will be required to elucidate these effects.     

新型阴极结构电解槽界面波动振幅的因次分析

利用相似原理指导下的水模型实验,重点研究了阳极气体对界面波动的影响,探讨了新型阴极结构电解槽水模型的界面波动规律.利用因次分析法得到了与各种物性因素、操作因素、设备因素相关联的波动振幅的准数方程.根据得出的准数方程,理论分析了电解质水平对界面波动振幅的影响,得到该情况下具体的准数方程的表达式.准数方程的解与实验结果一致.