本論文闡述了20EAST全超導托卡馬克上384通道電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)的研制與芯部等離子體芯部MHD行為實驗研究。在電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)研制方面,成功研制了一套適用于EAST托卡馬克的電子回旋輻射成像系統(tǒng),并取得了很多有意義的實驗數(shù)據(jù)。相對于國內(nèi)外托卡馬克上電子回旋輻射成像系統(tǒng),本系統(tǒng)具有大觀測視場,超長聚焦范圍,高時空分辨率等諸多優(yōu)點。設計中拓展了前端信號處理電子學系統(tǒng)工作射頻帶寬,由傳統(tǒng)的2～8GHz拓展為2～18GHz,提高系統(tǒng)徑向測量范圍;優(yōu)化了外差式探測器陣列結構形式,采用前端耦合本征源與一對一的介質(zhì)透鏡設計,提高了本征源功率耦合效率,減低了中心道與邊緣道差異,提高了系統(tǒng)靈敏度。在芯部MHD行為實驗研究方面,主要開展了鋸齒振蕩實驗研究與電流啟動期間MHD行為兩個方面的實驗研究。等離子體電流啟動期間MHD不穩(wěn)定性實驗研究方面,本論文通過電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)觀測到撕裂模環(huán)向耦合現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)靠近等離子體中心的m/n=1/1模與較外側的m/n=2/1模同向同頻旋轉;并觀測到暫無實驗報導的多支m/n=1/1模相互作用產(chǎn)生具有Zonal20Field模數(shù)特征的m/n=0/0,實... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 MHD不穩(wěn)定性與鋸齒重聯(lián)研究背景
    1.1 托卡馬克MHD不穩(wěn)定性理論基礎
        1.1.1 扭曲模
        1.1.2 撕裂模
    1.2 托卡馬克等離子體鋸齒振蕩
        1.2.1 鋸齒振蕩主要理論模型
        1.2.2 鋸齒崩塌模型中幾個爭論的熱點問題
第二章 電子回旋輻射診斷系統(tǒng)原理
    2.1 電子回旋輻射計(ECE)基本原理
    2.2 電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)(ECE Imaging)基本原理
    2.3 高溫等離子體電子回旋輻射輸運與光學厚度
        2.3.1 等離子體電子回旋輻射
        2.3.2 空間緩變磁場中,等離子體電子回旋輻射光學厚度
        2.3.3 光學厚度對輻射功率的影響
    2.4 混頻器在超外差測量系統(tǒng)中的應用
第三章 實驗數(shù)據(jù)分析方法
    3.1 譜分析方法
        3.1.1 短時Fourier譜分析
        3.1.2 互相關譜分析
        3.1.3 雙譜分析
    3.2 二維電子溫度漲落成像分析技術
        3.2.1 ECEI測量位置
        3.2.2 電子溫度漲落成像分析
第四章 EAST托卡馬克二維電子回旋輻射成像診斷系統(tǒng)(ECE Imaging)
    4.1 EAST-ECEI系統(tǒng)硬件的設計
        4.1.1 EAST-ECEI工作環(huán)境分析
        4.1.2 EAST-ECEI可行性研究
        4.1.3 EAST-ECEI系統(tǒng)技術指標
    4.2 前端準光學成像系統(tǒng)研制
        4.2.1 前端準光學成像系統(tǒng)設計
        4.2.2 ECEI前端準光學成像系統(tǒng)測試
    4.3 探測器與外差混頻陣列研制
    4.4 前端信號處理電子學系統(tǒng)研制
        4.4.1 前端信號處理電子學系統(tǒng)設計
        4.4.2 前端信號處理電子學系統(tǒng)測試
        4.4.3 前端信號處理電子學系統(tǒng)集成
        4.4.4 信號采集系統(tǒng)與網(wǎng)絡
    4.5 電子回旋輻射成像仿真設計
        4.5.1 毫米波探測器(貼片式雙偶極子天線)仿真設計
        4.5.2 頻率選擇表面仿真設計
第五章 EAST托卡馬克鋸齒重聯(lián)實驗研究
    5.1 鋸齒崩塌環(huán)向螺旋三維不對稱性
    5.2 L-H轉換前后,鋸齒崩塌過程先兆模旋轉方向變化
    5.3 多崩塌開口鋸齒崩塌行為特征
    5.4 離子回旋加熱沉積位置測量
第六章 EAST托卡馬克電流啟動期間MHD現(xiàn)象實驗研究
    6.1 電流啟動期間多撕裂模結構
    6.2 電流啟動期間MHD模環(huán)向耦合
    6.3 等離子體電流啟動期間鋸齒崩塌特征
    本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 未來工作展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]First20Engineering20Commissioning20of20EAST20Tokamak[J]. 萬元熙,李建剛,翁佩德.  Plasma Science and Technology. 2006(03)



本文編號：3176542