EAST电子回旋辐射成像系统研制与芯部MHD行为实验研究

发布时间：2021-05-09 03:37

　　本论文阐述了20EAST全超导托卡马克上384通道电子回旋辐射成像诊断系统的研制与芯部等离子体芯部MHD行为实验研究。在电子回旋辐射成像诊断系统研制方面,成功研制了一套适用于EAST托卡马克的电子回旋辐射成像系统,并取得了很多有意义的实验数据。相对于国内外托卡马克上电子回旋辐射成像系统,本系统具有大观测视场,超长聚焦范围,高时空分辨率等诸多优点。设计中拓展了前端信号处理电子学系统工作射频带宽,由传统的2～8GHz拓展为2～18GHz,提高系统径向测量范围;优化了外差式探测器阵列结构形式,采用前端耦合本征源与一对一的介质透镜设计,提高了本征源功率耦合效率,减低了中心道与边缘道差异,提高了系统灵敏度。在芯部MHD行为实验研究方面,主要开展了锯齿振荡实验研究与电流启动期间MHD行为两个方面的实验研究。等离子体电流启动期间MHD不稳定性实验研究方面,本论文通过电子回旋辐射成像诊断系统观测到撕裂模环向耦合现象,发现靠近等离子体中心的m/n=1/1模与较外侧的m/n=2/1模同向同频旋转;并观测到暂无实验报导的多支m/n=1/1模相互作用产生具有Zonal20Field模数特征的m/n=0/0,实... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：161 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 MHD不稳定性与锯齿重联研究背景
    1.1 托卡马克MHD不稳定性理论基础
        1.1.1 扭曲模
        1.1.2 撕裂模
    1.2 托卡马克等离子体锯齿振荡
        1.2.1 锯齿振荡主要理论模型
        1.2.2 锯齿崩塌模型中几个争论的热点问题
第二章 电子回旋辐射诊断系统原理
    2.1 电子回旋辐射计(ECE)基本原理
    2.2 电子回旋辐射成像诊断系统(ECE Imaging)基本原理
    2.3 高温等离子体电子回旋辐射输运与光学厚度
        2.3.1 等离子体电子回旋辐射
        2.3.2 空间缓变磁场中,等离子体电子回旋辐射光学厚度
        2.3.3 光学厚度对辐射功率的影响
    2.4 混频器在超外差测量系统中的应用
第三章 实验数据分析方法
    3.1 谱分析方法
        3.1.1 短时Fourier谱分析
        3.1.2 互相关谱分析
        3.1.3 双谱分析
    3.2 二维电子温度涨落成像分析技术
        3.2.1 ECEI测量位置
        3.2.2 电子温度涨落成像分析
第四章 EAST托卡马克二维电子回旋辐射成像诊断系统(ECE Imaging)
    4.1 EAST-ECEI系统硬件的设计
        4.1.1 EAST-ECEI工作环境分析
        4.1.2 EAST-ECEI可行性研究
        4.1.3 EAST-ECEI系统技术指标
    4.2 前端准光学成像系统研制
        4.2.1 前端准光学成像系统设计
        4.2.2 ECEI前端准光学成像系统测试
    4.3 探测器与外差混频阵列研制
    4.4 前端信号处理电子学系统研制
        4.4.1 前端信号处理电子学系统设计
        4.4.2 前端信号处理电子学系统测试
        4.4.3 前端信号处理电子学系统集成
        4.4.4 信号采集系统与网络
    4.5 电子回旋辐射成像仿真设计
        4.5.1 毫米波探测器(贴片式双偶极子天线)仿真设计
        4.5.2 频率选择表面仿真设计
第五章 EAST托卡马克锯齿重联实验研究
    5.1 锯齿崩塌环向螺旋三维不对称性
    5.2 L-H转换前后,锯齿崩塌过程先兆模旋转方向变化
    5.3 多崩塌开口锯齿崩塌行为特征
    5.4 离子回旋加热沉积位置测量
第六章 EAST托卡马克电流启动期间MHD现象实验研究
    6.1 电流启动期间多撕裂模结构
    6.2 电流启动期间MHD模环向耦合
    6.3 等离子体电流启动期间锯齿崩塌特征
    本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 未来工作展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]First20Engineering20Commissioning20of20EAST20Tokamak[J]. 万元熙,李建刚,翁佩德.  Plasma Science and Technology. 2006(03)



本文编号：3176542