研究所簡介
中國科學院電漿物理研究所成立於1978年9月,主要從事高溫電漿物理、磁約束核聚變工程技術及相關高技術研究和開發,以解決人類未來戰略新能源——受控熱核聚變能為目標,是我國熱核聚變研究的重要基地。經過近30年的發展,電漿所在高溫電漿物理實驗及核聚變工程技術研究方面處於國際先進水平,形成了廣泛的國際交流與合作,與歐、美、日、俄、澳等近三十個國家和地區建立了穩定合作交流關係,開展多個國際合作項目,成為“第三世界科學院開放實驗室”和“世界實驗室聚變研究中心”,是國際受控熱核聚變計畫ITER中國工作組的重要單位之一。
電漿所設有13個研究室、2箇中心和4個高科技公司。現有職工400多人,其中研究員54人,副研究員及高工88人,中級技術職務人員123人。擁有3個博士點、7個碩士點和1個博士後流動站,已為國家培養研究生797人,目前在讀研究生300多人。
建所以來,電漿所承擔著國家發改委、科技部、國家基金委和中國科學院等多項重大科研項目,獲得科研成果200多項,其中重要成果103項。電漿所依靠自己的力量先後建設了常規磁體托卡馬克裝置HT-6B和HT-6M及我國第一個圓截面超導托卡馬克裝置HT-7;2006年,世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克EAST裝置又在電漿所自主建成,EAST成功建設被國際聚變界評價為:“是全世界聚變工程的非凡業績,是全世界聚變能開發的傑出成就和重要里程碑”,該重大成果入選為2006“中國十大科技進展”和“中國基礎研究十大新聞”。
電漿所在與高溫熱核聚變電漿物理及工程研究密切相關的電漿理論與實驗、反應堆技術、大功率電源技術、計算機自動控制與數據採集處理技術、高真空技術、低溫製冷技術、低溫超導和高溫超導技術、特種材料技術、大型微波加熱及電流驅動等學科的研究成績斐然,積聚了學科不一的綜合人才隊伍。已建成的多套電漿物理診斷系統、2兆瓦波加熱系統、2兆瓦波驅動電流系統、總功率達20萬千瓦的交直流脈衝電源系統、110千伏變電站、我國最大的2千瓦液氦製冷系統、超高真空系統、20萬高斯穩態混合磁體、先進的計算機控制和數據採集及處理系統、大型超導磁體生產和測試系統等先進設施,構建成全面系統的從事電漿物理和聚變工程及技術研發的先進平台。
電漿所高度重視大科學工程項目派生出來的技術套用及其發展,積極開拓新的研究領域和交叉科學,形成新的生長點,在國民經濟的發展中起到重要作用。
離子束生物學工程是電漿所科研人員開創的物理學與生物學交叉的新的研究領域,現已形成一門新興的交叉學科分支——離子束生物工程學。該學科主要研究自然界低能離子輻射對進化和健康的影響,基於離子束和單離子束細胞精確定位照射平台,研究離子束、射線束與生物體相互作用機理。目前,離子束生物工程技術己在工業生物技術、農業、環境健康等領域推廣套用,獲得了顯著的社會效益和經濟效益,多次獲得國家級重要獎項,並成為這一領域的“leading team”。
太陽能材料與工程研究先後承擔了國家重點基礎研究973計畫、中科院知識創新工程等多個項目,染料敏化太陽電池及光電功能材料和高分子結晶領域的研究,取得了多項具有國際先進的科研成果,為發展具有中國特色的太陽能事業做出積極的貢獻。
結合建設創新型國家的發展綱要要求,電漿所確立了低溫電漿技術在環境、新能源、化工、新材料等領域的套用研究,取得了一系列具有自主智慧財產權、可對國民經濟產生重要作用的高新技術成果。
電漿所編輯出版的《Plasma Science and Technology》是國內電漿專業唯一的英文版學術期刊,已被SCI、SA等國際重要資料庫收錄。
電漿所崇尚“甘於奉獻、團結協作、銳意進取、爭創一流”的大科學文化。以人為本,科學管理,形成了開放、公平、民主的科研氛圍及寬鬆和諧的科研環境。培養和造就了一支優秀的工程技術、科研和管理隊伍,為研究所的創新跨越、持續發展奠定了堅實的基礎。電漿所全體職工正以積極向上的精神風貌,為把電漿所建成未來戰略新能源及相關技術研發基地、建成全面開放國際磁約束聚變研究一流研究所而不懈奮鬥。
相關介紹
研究所所依靠自己的力量建設了 HT—6B、 HT-6M托卡馬克裝置和我國第一個超導托卡馬克HT-7裝置,建成了總功率達20萬千瓦交直流脈衝電源系統,建成了兆瓦級的波加熱系統和兆瓦級的低雜波驅動電流系統,建成了我國場強最高的20萬高斯混合磁體和我國最大規模的低溫液氮液氦系統,建成了先進的計算機控制和數據採集及處理系統。研究所多年來獲得科研成果200多項,其中國家及院部級重要科研成果獎50多項。1994年建成的HT-7裝置是我國第一個超導托卡馬克,它的建設使我國成為繼俄、法、日之後第四個擁有超導托卡馬克裝置的國家。近幾年突出的運行和實驗成果,標誌著我國磁約束核聚變研究的綜合實力和科學技術已達到國際水平,表明我所已具備設計、研製和運行超導托卡馬克裝置的能力。
研究所承擔建設的國家“九五”重大科學工程――HT-7U大型非圓截面超導托卡馬克裝置建設――工程總體設計已經完成,技術準備、工程預研正全面展開。這是一個具有國際先進水平的全超導核聚變實驗裝置,可開展先進聚變反應堆的前沿性、探索性研究,為未來穩態、先進聚變反應堆奠定工程技術和物理基礎,必將使我國核聚變研究進入世界前沿,為人類最終利用核聚變能作出重要貢獻。
研究所承擔的國家“863”高技術發展計畫能源領域聚變-裂變混合堆專題,對利用混合堆生產核燃料,處理核廢料,努力開拓聚變能的早期套用途徑的研究取得了重要成果,在國際上占有重要地位,引起國際聚變界廣泛關注。
研究所承擔的國家計委重大科技攻關項目離子束生物工程,首創低能離子生物育種技術,發展成為新的交叉學科――低能離子生物學。在農業、工業生產中推廣套用獲得了顯著的社會效益和經濟效益,被國家計委、國家科委和財政部授予“國家‘八五’科技攻關重大科技成果”。在“九五”期間繼續承擔國家計委“九五”重大科技攻關項目和國家基金委重大項目。
研究所積極推進國際合作交流,建所以來先後派遣200多名科技人員到世界一些主要的核聚變實驗室訪問學習,培養了一批走上國際舞台、能與各國際核聚變研究室進行合作研究的優秀人才。同時通過國際合作,在設備方面得到國際上的廣泛支持。我所與美、日、俄、歐盟等26個國家和地區建立了穩定的合作交流關係,開展多項國際合作研究,多次成功地舉辦國際學術會議,是世界實驗室的核聚變研究中心,第三世界科學院優秀研究中心。
研究所十分重視人才培養,有1人晉升中科院院士,1人晉升工程院院士,有40多人晉升為研究員。我所現有兩個博士點、六個碩士點和一個博士後流動站,為國家培養了大批青年高科技人才,一大批優秀青年科技人才迅速成長起來,走上所和處室領導崗位,成為各學科的學術帶頭人和骨幹。
研究所重視社會主義精神文明建設,多年致力於所區的綠化美化,強調改善所區的環境,強調製度建設,提高全體職工的素質,先後被授予安徽省文明單位和安徽省先進集體稱號。
研究所的目標是:“十五”期間,將建成並成功運行世界上第一個全超導托卡馬克HT-7U大型非圓截面核聚變實驗裝置;在HT-7上將開展準穩態及更高參數的電漿實驗研究,做出有國際先進水平的實驗成果,建成國家磁約束核聚變實驗室;建設國家離子束生物工程實驗室,進一步研究離子束誘變和轉基因技術,選育更多的優良品(菌)種,積極推進科技成果的轉化;建設國家強磁場科學技術實驗室和更高場強的磁體實驗裝置;建設低溫超導電工研究中心;全面推進我所其他各方面工作,把我所建成國內一流、在國際上具有重要影響的研究所。
歷任領導
七、2005至今所領導:(2005年3月16日起)所長:李建剛
副所長:萬寶年、武松濤
黨委書記:匡光力(兼)
黨委副書記:張曉東
註:2005年11月,所黨委換屆張曉東任所黨委書記。匡光力任研究院黨委書記。
六、2000-2005年期間的所領導:(2000年5月26日起)
所 長:王紹虎
副所長:虞清泉、李建剛、匡光力、孫世洪
黨委書記:王紹虎
黨委副書記:匡光力
注:2001年12月,院對所領導班子做調整:李建剛任所長、王紹虎任所黨委書記。
五、1995-2000年期間的所領導:(1995年12月29日起任期四年)
所 長:萬元熙
副所長:翁佩德、謝紀康、任兆杏
黨委書記:王紹虎
黨委副書記:孫世洪
四、1991年-1995年的所領導:(1991年1月26日-1995年12月29日)
所 長:霍裕平
副所長:萬元熙、王紹虎(兼)、翁佩德、邱勵儉(任期至1993年12月8日止)、胡懋廉(任期至1993年12月8日止)、謝紀康(1993年12月8日起任期至屆滿)、任兆杏(1993年12月8日起任期至屆滿)
黨委副書記:王紹虎 (1990年12月21日-1991年7月17日)
黨委書記:王紹虎 (1991年7月17日-1996年7月18日)
三、1986年-1991年期間的所領導:(1986年10月15日起任期三年)
所 長:霍裕平
副所長:邱勵儉、萬元熙、唐功先、王紹虎(1987年12月26日起任期至屆滿)
黨委副書記:邵世舉 (1984年4月27日-1989年12月)、王紹虎(1987年1月4日-1990年12月21日)
二、1981年-1985年期間的所領導
副所長:霍裕平(1981年10月21日任命)
所 長:霍裕平(1983年10月21日起任期三年)
副所長:唐功先 (1984年2月22日至1986年10月15日)
邱勵儉(1984年10月4日至1986年10月15日)
萬元熙(1985年12月3日至1986年10月15日)
黨委書記:劉曙 (1981年11月16日-1982年5月9日)
黨委副書記:邵世舉 (1981年11月16日-1984年2月27日)
一、1978年-1981年期間所領導
1978年5月11日任命的所負責人:李吉士、陳春先
1979年7月7日任命的所領導:
副所長:
李吉士(1979年7月7日-1981年5月15日)
李鳳樓(1979年7月7日-1989年7月28日)
陳春先(1979年7月7日-1981年11月16日)
邱勵儉(1979年7月7日-1984年19月4目)
王 宇(1979年7月7日-1979年7月31日)
姚民軍(1979年7月7日-1981年1月19日)
黨委書記:施炳智 (1978年7月1日-1980年12月12日)
黨委副書記:邵世舉 (1981年3月24日-1981年11月16日)
現任領導
李建剛,男,1961年11月生,漢族,理學博士,研究員,博士生導師,中共黨員,HT-7超導托卡馬克物理實驗負責人,“電漿與壁相互作用”國際專業委員會主席。長期從事電漿物理研究,在主持和領導HT-6M托卡馬克、HT-7超導托卡馬克實驗中取得了許多創新性科研成果。近年來發表論文40多篇,擁有多項發明專利。獲中科院科技進步二等獎、中科院“跨世紀傑出人才”稱號以及中科院“青年科學家獎”等多種獎勵和榮譽。2001年12月擔任電漿所所長;2005年3月兼任電漿所所長。 張曉東,男,1960年3月生,漢族,理學博士,研究員,中共黨員,博士生導師,長期從事電漿物理實驗研究,發表論文20篇。2005年11月任電漿所黨委書記。萬寶年,男,1962年6月生,漢族,理學博士,研究員,博士生導師,HT-7超導托卡馬克物理實驗負責人。長期從事電漿物理診斷和實驗研究,在HT-7超導托卡馬克物理實驗中獲系列重大成果;發表論文超過50篇。曾獲安徽省科技進步一等獎、中科院科技進步二等獎。2005年3月任電漿所副所長。
傅鵬,男,1962年 生,漢族,博士,研究員,博士生導師。聚變電源學術帶頭人,主要從事電力電子變流和開關技術、現場匯流排技術、監控技術及計算機嵌入式實時作業系統技術等的研究。完成了HT-7托克馬克電漿反饋控制;在德國完成了雙台交流大功率脈衝飛輪發電機並聯運;行的可行性分析和並聯方案設計;負責完成了HT-7U極向場電源的方案設計和工程設計。2008年2月任電漿所副所長。
學術委員會
中國科學院電漿物理研究所學術委員會組成人員
十一、現任學術委員會成員名單:
主任:翁佩德
學術秘書:胡純棟
業務秘書:詹曉榮
成員:翁佩德 余增亮 任兆杏 劉小寧 畢延芳 胡純棟 肖炳甲 單家芳 趙君煜 胡立群 王孔嘉 黃群英 宋雲濤 羅廣南 吳傑峰 羅家融(東華大學)、李定(中國科技大學)、俞昌鏇(中國科技大學)石秉仁(西南物理研究院)、郭文康(復旦大學)、舒炎泰(天津大學)、王少傑(復旦大學)、杜世俊(合肥工業大學)、何也熙(清華大學)
十、2002年12月30日所聘學術委員會成員名單:
主 任:翁佩德
副主任:羅家融、萬寶年
學術秘書:武松濤
業務秘書:詹曉榮
成 員:翁佩德、武松濤、劉正之、劉小寧、陳敬林、余增亮、俞國揚、吳宜燦、萬寶年、張曉東、羅家融、畢延芳、趙燕平、梁榮慶、王孔嘉、邱寧、李定(中國科技大學)、石秉仁(西南物理研究院)、郭文康(復旦大學)、舒炎泰(天津大學)、何也熙(清華大學)、孟月東、陳思躍
九、2001年4月3日所聘學術委員會成員名單:
主 任:翁佩德
副主任:羅家融、萬寶年
學術秘書:武松濤
業務秘書:詹曉榮
成 員:翁佩德、武松濤、劉正之、劉小寧、陳敬林、余增亮、俞國揚、吳宜燦、萬寶年、張曉東、羅家融、畢延芳、趙燕平、梁榮慶、王孔嘉、邱寧、李定(中國科技大學)、石秉仁(西南物理研究院)、郭文康(復旦大學)、舒炎泰(天津大學)、何也熙(清華大學)
八、1998年4月16日所聘學術委員會成員名單:
學術委員會主任:潘垣
副主任:虞清泉、李有宜、高秉鈞
委 員:萬寶年、王龍(北京物理所)、匡光力、劉正之、畢延芳、余增亮、李有宜、李建剛、吳宜燦、何也熙、武松濤、羅家融、鄔欽崇、俞國楊、俞昌鏇(科大)、高大明、袁松柳、梁榮慶、霍裕平(鄭州大學)
七、1996年5月13日所聘學術委員會成員名單:
學術委員會主任:潘垣
副主任:高秉鈞、李有宜
學術秘書:方瑜德
業務秘書:詹曉榮
委 員:王龍(物理所)、王紹華、毛心橋、許家治、匡光力、畢延芳、劉根成、余增亮、何也熙、李定、李建剛、祖欽信(院基礎局)、俞國楊、俞昌鏇(科大)、高大明、袁松柳、鄔欽崇、郭增基、曹效文、霍裕平(鄭州大學)
六、1994年2月21日所聘學術委員會成員名單:
學術委員會主任:潘垣
副主任:郭文康、虞清泉
委 員:方自深、方瑜德、王紹華、毛心橋、劉正之、劉根成、李憶馥、范叔平、鄔欽崇、陳敬林、郭增基、曹效文
五、1991年9月11日所聘學術委員會成員名單:
學術委員會主任:潘垣
副主任:高秉鈞、郭文康
委 員:方瑜德、王兆申、王紹華、毛心橋、寧兆元、劉正之、許家治、余增亮、任兆杏、龐堅清、俞國楊、高大明、欒貴時、曹效文、舒炎泰、謝紀康、虞清泉
四、1987年8月11日所聘學術委員會成員名單:
學術委員會主任:季幼章
副主任:郭文康、高秉鈞
秘 書:胡懋廉
委 員:毛心橋、王兆申、王紹華、樂秀夫、任兆杏、陳苗蓀、季幼章、項志遴(科大)、俞國楊、錢尚介(585所)、姜同文、胡懋廉、高大明、高秉鈞、郭文康、舒炎泰、謝紀康、蔡詩東(物理所)、潘垣
注: 1989年3月13日增補李有宜為所學術委員會委員
三、1985年2月6日所聘所學術委員會成員名單:
學術委員會主任:季幼章
副主任:王紹華、潘垣
委 員:王兆申、陳佳馭、陳苗蓀、胡懋廉(兼秘書)、項志遴(科大)、俞國楊、高秉鈞、郭文康、翁佩德、錢尚介(585所)、蔡詩東(物理所)
二、1981年5月3日成立的所學術委員會成員名單:
學術委員會代主任:霍裕平
副主任:李鳳樓、邱勵儉、萬元熙
秘 書: 胡懋廉
委 員:王正民、王紹華、王玉貴、樂秀夫、許家治、嚴陸光(電工所)、李正武(585所)、林民田、季幼章、陳苗蓀、陳春先(物理所)、項志遴(科大)、胡希偉、高大明、高慶達、高秉鈞、郭文康、姜同文、謝紀康、舒炎泰、焦正寬、薛明倫(力學所)
一、1979年10月27日成立的所學術委員會成員名單:
學術委員會代主任:李吉士
副主任:李鳳樓、邱勵儉、霍裕平
秘 書:萬元熙
委 員:萬元熙、王玉貴、王紹華、樂秀夫、嚴陸光(電工所)、吳知非、吳宏澤、李正武(585所)、陳春先、季幼章、胡懋廉、項志遴(科大)、姜同文、談鎬生(力學所)、姚慶燮、康亞夫
學位委員會
中國科學院電漿物理研究所學位委員會組成人員十、現任學位委員會組成人員名單:
主任:李建剛
副主任:萬寶年
委員:張曉東、武松濤、姚達毛、傅鵬、武玉、吳躍進、朱思錚、高翔、肖炳甲、白紅字、戴松元、趙燕平、孟月東、吳宜燦、吳傑峰
九、2003年6月19日所學位委員會組成人員名單:
主任:李建剛
委員:王紹虎、匡光力、武松濤、劉小寧、高秉鈞、余增亮、王少傑、萬寶年、羅家融、畢延芳、趙燕平、孟月東、吳宜燦、王孔嘉
八、2001年3月13日所學位委員會組成人員名單:
主任:王紹虎
副主任:匡光力
委員:王紹虎、虞清泉、李建剛、匡光力、武松濤、劉正之、高秉鈞、余增亮、吳宜燦、萬寶年、羅家融、畢延芳、劉保華、王孔嘉、李定
七、1998年11月16日所學位委員會組成人員名單:
主任:萬元熙
副主任:王紹虎
委員會秘書:張英
委員:萬元熙、王紹虎、翁佩德、謝紀康、任兆杏、劉正之、高秉鈞、余增亮、俞國揚、虞清泉、李建剛、羅家融、匡光力、畢延芳、俞昌鏇(中國科技大學)
六、1996年7月3日所學位委員會組成人員名單:
學位委員會主任:萬元熙
副主任:王紹虎
委員:謝紀康、邱勵儉、潘垣、曹效文、俞國楊、余增亮、李有宜、高大明、鄔欽崇、袁松柳、俞昌鏇
五、1994年7月19日所學位委員會組成人員名單:
學位委員會主任:霍裕平
委員:邱勵儉、潘垣研究員、萬元熙、王紹虎、謝紀康、王紹華、郭文康、曹效文、俞國楊、俞昌鏇
四、1986年6月21日所學位委員會組成人員名單:
主任:霍裕平
副主任:邱勵儉
委員:季幼章、王紹華、項志遴、潘垣、郭文康、俞國楊、曹效文
秘書:董俊國
三、1985年7月6日所學位委員會組成人員名單:
主任:霍裕平
副主任:邱勵儉
委員:項志遴、蔡詩東、王紹華、季幼章、潘垣、胡懋廉(兼秘書)
二、1984年10月28日所學位委員會組成人員名單:
霍裕平、邱勵儉、王紹平、季幼章
一、1981年5月14日所學位委員會組成人員名單:
霍裕平、邱勵儉、李鳳樓、陳春先、季幼章、王紹華、李逸松、項志遴、徐復
機構設定
裝置設計室裝置設計室成立於1997年,是電漿物理研究所的龍頭單位,與國內外多家科研機構協作建立的工程設計與分析課題組,主要從事工程設計研究與電磁分析和計算工作。本室先後自行設計了常規磁體托卡馬克裝置HT-6B、HT -6M 、第一個圓截面超導托卡馬克裝置HT-7、美國德克薩斯大學(UT)聚變研究中心(FRC)的“ETG”裝置概念設計“EPEUIS”裝置的初步工程設計;2006年,成功地完成設計研製並進行了世界上第一個非圓截面全超導托 卡馬克EAST裝置的工程調試,順利通過國家驗收。本室現有研究員博導9人,高級工程師4位,中級人員5位,初級人員5位,碩博研生15位,承擔著EAST設備改造、GSI和ITER等多項國際合作項目。
中科院電漿物理研究所高功率脈衝電源及控制研究室(二室)是為我所進入創新的中科院大型超導托卡馬克HT-7物理實驗研究裝置、國家大科學工程EAST超導托卡馬克裝置、國家強磁場實驗室提供工程研究和技術支持的主要研究室之一。
二室主要從事大容量脈衝電源技術的研究、開發與套用。主要研究領域包括:各種大容量電感儲能、電容儲能、機械儲能電源,以及長脈衝高電壓脈衝調製電源和高穩定度電源的研製及其能量轉換、波形調製、自動控制和快速保護系統的研究等。以高電壓、大電流、強功率、長脈衝和高穩定度為特點,是一個綜合電機電器、高電壓工程、變流技術、電力電子學、精密電氣測量、自動控制、繼電保護、接地技術和電磁兼容等多專業交叉的新興技術領域。在受控核聚變試驗等大型電物理裝置、強磁場裝置,以及電磁發射、強功率雷射、微波、粒子束技術等近代科學、國防科研和高技術領域,有著重要的科學意義與套用價值。
二室建室二十多年以來,在各屆所領導的指導與支持下,通過二室所有同志多年的努力,已經建成一個實驗設施完善、人員配備齊全,無論規模與水平,均屬國內一流的高功率脈衝電源研究實驗室,並擁有一支老中青相結合的生氣勃勃的高水平研究隊伍,科研人員與國內外同行有廣泛的合作與交流。博士和碩士研究生培養方向有:高功率脈衝電源技術、大功率電力電子技術及自動控制技術,近年來已培養博士、碩士幾十人。先後完成多項科研成果,其中多項已達到或接近國際先進水平。
二室目前主要承擔國家大科學工程EAST超導托卡馬克電源系統的研究設計和工程實現,EAST超導托卡馬克裝置高功率電源系統包括縱場電源、極向場電源、電漿快控電源、諧波抑制和無功補償等。
中國科學院電漿物理研究所高功率脈衝電源及控制研究室除直接承擔國家和科學院的重大科研項目與高技術重點課題之外,還對外全面開放。一方面大力開展國際交流與合作,另一方面積極與國內高等院校、工礦企業建立協作關係,力圖把本室建成一個高功率脈衝電源的研究、試驗、開發與套用的基地,更好地為國家經濟建設服務。
低溫超導磁體和電力節能套用研究(高技術發展)
目標:以現有超導托卡馬克和強磁場大科學工程為依託,並突出學科交叉優勢,進一步發展大型核聚變超導磁體和強磁場磁體技術,為核聚變研究和強磁場研究服務;發展加速器用的各種超導彎轉、聚焦和探測磁體以及超導諧振腔技術,為超導加速器研究作好技術儲備;發展大型超導貯能磁體和超導電機技術,為超導技術在電力工業的套用準備條件;發展高溫超導套用技術,開展高溫超導電力輸運、電纜和高溫超導電流引線的實驗研究。
五年內的具體目標是:
●第一步目標是在近五年內發展大型超導磁體技術,建成2kW/4.4K,300W/1.8K大型深低溫系統,大型核聚變托卡馬克裝置的超導磁體;建立超導磁體性能的測試中心;超導電力電感貯能實驗研究裝置。建立起國內最大的低溫超導磁體與節能套用研究中心。為大型超導磁體及節能技術的工業套用提供最大的試驗平台。
●與電工所、有色金屬研究院、華中理工大學等院內、國內有基礎的研究所、高校相結合,統一布署、優勢互補、分工明確,發展大型超導貯能磁體以及超導諧振腔技術,在磁性能實驗技術和失超保護技術、大型磁體用的低溫絕緣技術、超導電力傳輸和超導電流引線技術達到國內領先水平,逐步發展成為一個有特色的大型超導電工的實驗研究基地,把中國的大型超導磁體技術、大型低溫工程推向世界先進水平。
第二步目標將根據國家科技發展規劃,在十至十五年內發展高能加速器超導磁體,大型電力電感貯能,水下、地面或航天用的超導磁體;發展高溫超導在電力工業的熱門應課題,為超導在電力工業的大規模套用提供關鍵技術。
合肥研究院將大力加強多學科的交叉與滲透,培育新的生長點。除了在主要學科方向中已安排的多項交叉研究內容之外(如強磁場為跨所的重大項目),還要部署交叉學科的前沿領域課題。在近期將安排:
A.納米套用:納米感測器、納米光電池材料研究和開發;
B.雷射與電漿相互作用:電漿的雷射診斷、強雷射致大氣電漿及其套用;
C.新型電漿發光和顯示技術;
D.納米和材料的光學分析;
E.計算科學和計算機信息處理中不同學科的方法和套用的相互滲透;
F.多學科融合,在國防高科技中隱身、電漿推進等方面的新技術開發。
人才隊伍
人才隊伍概況
電漿物理所造就了一大批優秀工程技術、科研和管理人才,凝聚了一支“特別能戰鬥、特別能打硬仗、值得信賴的科研團隊”。自建所以來,先後有2位科學家當選為中國科學院和中國工程院院士,國家傑出青年基金獲得者3人,引進百人計畫9人。至2007年6月,全所共有職工426人,其中專業技術人員306人,正高級研究人員49人,副高級研究人員78人,副高級以上科技人員大都有在國外長期工作和多次出國交流的經歷,一些人員在國際組織中任職。電漿所還採取課題合作、聯合研究多種方式,吸納海內外高級研究人員,每年來所參加聯合實驗、研究的高級訪問學者數十人,聘請高級客座研究人員十餘人。
電漿所現有3個博士點,7個碩士點和一個博士後流動站,有招收外國留學生資格。共有博士生導師55人、碩士生導師61人。在讀研究生393人(含外籍學生2人),在站博士後6人,已培養研究生 798名,其中博士289名(含國外籍學生1人),出站博士後25人。
電漿所為吸引、用好、培養、留住人才努力營造良好的工作環境和事業發展環境。
傑出青年基金獲得者
百人計畫入選者
博 士 後 名 單
科技成果
HT—6托卡馬克裝置的建造及實驗
中國科學院等離子物理研究所
郭文康謝紀康陳佳馭范叔平等
HT—6托卡馬克裝置是研究高溫電漿聚變反應的實驗用小型裝置。是研究溫度在100~200萬度範圍內的電漿物理機理的實驗裝置。
它由一個大半徑為45cm,小半徑為13cm的環形超高真空室;感應產生和加熱電漿的空芯變壓器;維持電漿平衡穩定的環向場、垂直場、水平場系統;貯能4MJ的電容器供電迴路及控制系統和多種診斷測量儀器所組成。
目前達到的運行參數為:極限真空2.8×10-8乇,環向場磁強度7000高斯,電漿電流15000A,電漿中心的電子溫度100萬度,放電維持時間8毫秒。
該裝置所用的各種診斷測量儀器已達10多種,其中以各種電磁測量手段在國內取得了較領先水平。其電磁測量有:測定電漿的環電壓、環電流、位置、磁面位置,不穩定性模式等等。
受控熱核反應八號裝置主機系統設計
電漿物理研究所
邱勵儉王紹華萬元熙姜同文高大明等
受控熱核反應研究的目標是探索取之不竭的新能源,以滿足人類社會不斷發展的需要。它研究如何利用上億度的超高溫度下重氫原子核發生聚變反應而釋放出巨大的能量。受控熱核反應研究的近期目標是實現熱核“點火”,然後規劃在本世紀末左右建成示範性熱核電站。
八號實驗裝置的主要目的是摸清近“點火”區的等子離子體物理規律,積累和建立我國建設大型熱核反應示範堆的工程經驗和理論基礎,為趕超世界先進水平奠定基礎。
八號實驗裝置主機系統是八號裝置的主體,它包括八號裝置的高強磁場線圈,真空室,抽充氣系統,支撐結構,底盤驅動機構等幾大部件,全部設計於1978年底完成。
可程式序定時機
中國科學院電漿物理研究所
吳朝智蔣家廣孫洪奎
本裝置由(1)時鐘源;(2)定時單元;(3)定時單元控制器;(4)監測和記錄裝置;(5)光電隔離級等組成。定時控制單元啟動定時單元,定時單元開始工作,當達到預先設定時,就輸出指令,監測記錄裝置就將這一時刻的指令時間存放在隨機存貯器里,當存到32時,監測記錄裝置將所存的指令列印出來,供分析存檔。
1.技術指標:每周期可輸出32個相關時序脈衝,最小時間解析度1ms,時間調整範圍:0—9999ms。
2.運行方式:啟動、停止、暫停、暫停終止、串並聯工作,也可將32個定時單元分幾段運行,如並—串—並,串—並—串,循環等功能。時間漂移≯0.3μs。據了解國內目前尚無這種多功能可程式序定時機,國外雖有,一般都用計算機來完成監視和記錄。此機研製成後用於電漿物理裝置,原子物理裝置及其他精確的程式控制系統。這些裝置控制時間準確與否直接影響實驗效果。所以許多國家的研究機構,都對此種機器加以研究。該機從功能、時間精確,時間漂移等,均已達到國外同類機器的水平。
本裝置,可以推廣使用在凡需作程式控制的控制系統中。
40萬高斯脈衝強磁場
中國科學院電漿物理研究所
施嘉標潘引年查秀英王偉
該磁體主要參數如下:內徑c=20mm,外徑e=66mm,高度h=81mm,B=40.6萬高斯,電感L=1.173mL,電阻=2/mΩ(77°K時);磁場持續時間tp=22ms。
該磁體已在35萬高斯以上水平試驗達30次,最高場達40.6萬高斯,磁體仍未破壞。磁體的主要技術參數處於穩定狀態,每次高場試驗均有磁場、電流的示波圖可供鑑定。
試驗證實:該磁體是我國現有長脈衝磁體的水平及壽命較高的磁體之一,可供各有關部門使用。
磁場測量用的磁探針是由上海計量研究電磁室標定,精度為1%。
TRF—2型雷暴探測儀
中國科學院電漿物理研究所
劉振安童興德
該儀器供氣象台、站、機場、鹽場等用以探測雷暴活動趨熱及預報雷暴之用。儀器能分別以聲響、方位和強度等三種方式提供探測結構。定向分辨角可以小於20°。除能進行自校之外,還能供抄收氣象預報資料用。
該儀器成本低,使用維修方便,性能可靠。是預報雷暴、預防雷暴造成損失的方便儀器。它可以做為雷達探測的輔助工具,與雷達相互配合,可以大大提高雷暴活動預報的可靠性。
標準脈衝螺管
中國科學院電漿物理研究所
苑維范
該標準螺管是一個園柱形的單層長螺管。玻璃鋼骨架:外半徑48mm,內半徑35mm,長度956mm。匝數N=265匝,線規Qzy/QxyB複合漆管包扁銅線,1.95×3.28mm,繞組長度902mm。螺管常數K=3.67027G/A(螺管中心點),K的計算精度2×10-4。在室溫下,可產生1.5T的脈衝磁場。其場強的精度主要取決於脈衝電源的測量精度。這裡,場強的精度為±1%。設計製造是為了用於比對脈衝測磁場儀器的精度。也可以做其他方面的套用。
四毫米微波干涉儀
用於托卡馬克型裝置電漿電子密度的測量
中國科學院電漿物理研究所
康守信薛文豹吳志森汪亞民陳世賢王兆申
根據微波在電漿介質中傳輸時,其相位係數直接與電漿電子密度有關的原理,研製成功了4mm調頻式條紋移動干涉儀。通過該相位測量系統,測量出了微波通過電漿時所引起的相移,計算出相應的電子密度值及時間分布。
本系統適用於測量托卡馬克型裝置電漿和電子密度。可測密度範圍適合為1.2×1012≤N≤2×1013cm-3,相位精度為2π。
本系統用於CT6B和HT—6裝置。取得了沿電漿直徑方向電子密度的平均值及時間分布。
實驗結果表明,系統工作正常,提供的數據可靠、準確。達到國際同類測試系統的水平。
快速真空充氣伐門
中國科學院電漿物理研究所
王玉貴辜學茂李成富
1—2ms脈衝電流在電感量很小的電磁線圈上產生一脈衝場,在該電磁場作用下,線圈上端密封氣道的金屬伐頭上感生強大的渦流和磁場,在電磁力作用下,該伐頭脈衝開啟和關閉,從而將予先準備好的氣源氣體充入真空室內,線圈的電源由整流電源給電容器充電後用可控矽觸發開關放電提供。
本裝置的技術指標是:
(1)(1)開啟到關閉時間為1~2ms;
(2)(2)一次充氣量可在10乇升~1×10-3乇升內任意可調節;
(3)(3)密封和重複性較好,能在10-7~10-8量級下密封;
(4)(4)可充H2、He等任意氣體;
(5)電源工作電壓為600V~1KV。
本裝置居於國內較好水平。
HT—6電磁測量積分儀
中國科學院電漿物理研究所
胡思明
積分器是托克馬克裝置電磁測量必不可少的手段,通過它才能還原出磁場信號,用以觀察和分析結果,離開積分器,電磁測量就無法得以實現。
積分器選用了低漂移集成運算放大器,利用結型場效應管作開關元件,使積分器平時處於置零狀態,當定時機送來觸發脈衝時,使單穩態線路翻新,夾斷場效應管,積分器處於積分狀態,單穩延遲約170ms。因此,經過170ms以後,積分器又回置零態。
據使用者說,以往所用積分器工作不夠可靠穩定,時常會自激,實驗中還會因積分器故障而中斷,積分零漂大,使用過程中常常需要調整,置零和積狀態是手控置換,且積分誤差大。
現在製作的積分器調整簡便,工作穩定可靠,有低的積分漂移(<1mv)和小的積分誤差(<1%),每次開機於熱(10—20)分鐘,即達穩定工作狀態,一次調整光後,在使用過程中無須重新調整,對於放電平頂時間最大為150ms的情況,積分器單電路引入的誤差<1%,且置另到積分態的積分漂移小於(1—3)mv視組件特性而異。
各種電磁測量(不包括關聯探針)所用積分器統一裝在標準機箱櫃內,板上有表頭指示可作工作正常與否監視,並附有手控按扭備檢查電路之用,所用電源由電晶體直流穩壓電源供給。
去堆積硬x—ray閃爍譜儀
中國科學院電漿物理研究所
王正民章澤民尹協錦
在托卡馬克放電中,用NaI(TL)閃爍譜儀測量硬x—ray幅度分布時,通常探測器都要要相當高的計數率下工作,因此測量中會出現脈衝堆積問題,所以必須採取去堆積措施,我們採用的是經積堆檢查電路產生的禁止脈衝與線性放大信號相符合的方法來達到去堆積的目的,利用C137sγ放射源對譜儀去堆積情況進行了測試,結果表明:去除堆積效果相當明顯,並在5×105/s計數下測量出了C137sγ射線標準譜。
真空開關(單泡)人工過零開斷直流試驗
中國科學院電漿物理研究所
郭增基鄧伯芳劉登成王川匡靖安
劉彥琴黃河俞永明胡素華白明俠
高興華郭詳玉李逸松揚道文張淮賢
吳仁英顧繼座
受控熱核聚變實驗裝置,要求開斷電流幾十至幾百千安,恢復電壓幾十千伏以上的直流電路。採用高壓交流真空斷路器,以人工過零的方式成功地進行了直流開斷試驗。
試驗採用蓄電池電源向儲能電感線圈充電,當充電電流達到規定值時,打開被試斷路器。在觸頭開距達一定值時,觸發放電開關,予先充電的換流電容器放電,一個反向脈衝電流疊加在開關電流上,迫使其人工過零,電弧從而熄滅。緊接著換流電容器與電感線圈作用,其電壓反向。隨著換流電容器電壓的變化,負載電阻將得到相應方向的電流。最後,電感線圈中的能量在負載電阻中釋放。
我們對國內現有的額定電壓10千伏,斷流容量150兆伏安,200兆伏安和300兆伏安三種真空斷路器(單泡)分別開斷了直流9千安,11千安和14千安,恢復電壓達10千伏以上。
試驗證明,真空斷路器可滿足受控熱核聚變實驗的要求。
自鏇反轉拉曼雷射器超導磁體
中國科學院電漿物理研究所
我們於79年2月承擔該磁體研製任務,80年4—5月間完成磁體的液氦實驗測量,安光所三室302組對磁體提出的技術要求為:
①磁體孔徑Φ41;②磁體中心場強大於5T;③磁體中心附近磁場均勻度為~10-4cm-3;④磁場的時間穩定度~10-4(4小時);⑤磁場可微調,其調節範圍為0—500G;⑥磁場測量精度為~10-4。
磁體所達到的指標為:①磁體的幾何尺寸為:內徑Φ41(外徑Φ115高288mm);②場強B0=7.07T(I0=63A);③均勻度優於5.8×10-4cm-3;④磁場穩定度1/H0∫40小時dH/dt,dt=8.3×10-4;⑤磁場微調是採用在主磁體內設定一個磁體常數較小的螺線管來進行的;⑥實驗測出磁體常數為1122.8G/A,最大相對誤差為6.2×10-4。
通過磁體的實驗測量,安光所302組認為該磁體性能良好,各項指標基本達到要求,可以接受使用,並於80年7月通過對磁體的鑑定。
高均勻磁體國內尚不多,該磁體的設計計算、磁場調節、超導開關與接頭有一定的參考意義。
飽和鐵芯變壓器磁場計算
中國科學院電漿物理研究所
石珍珠
托卡馬克是一種磁約束裝置,磁場形態設計是其重要課題,關於空芯變壓器托卡馬克磁場的計算已較成熟。但關於飽和鐵芯變壓器的磁場計算方法,國內尚未掌握。
本課題擬為二個階段,第一階段介決二維計算方法,第二階段解決三維問題。
本課題80年度的主要工作是確定計算模型和計算方法,並針對德torus—Ⅱ裝置編制二維計算程式,取得了與torus—Ⅱ計算相一致的結果,同時通過分析和多次實驗值計算,提出飽和鐵芯變壓器托卡馬克磁場形態設計的最佳化方法。
二維計算國外已有報導,但資料不全,國內這方面工作尚未見報導。
8#加熱場、縱場數測同步採樣觸發裝置
中國科學院電漿物理研究所
盛子斐李昭臨沈耐芬羅銀妹揚旭征
飛輪直流發電機對8#裝置的加熱場供電時需要測量加熱場電流峰值以及電流達峰值這一時刻的電壓和發電機轉速的數字量,對縱場供電時需要測得縱場電流平頂階段里對應同一時刻的電流、電壓和發電機轉速的數字量,本裝置與各種數字電壓表及印表機聯用可實現上述的同步數字測量,並能立即取得數據。
本裝置的峰值保持器可檢出加熱場電流的峰值信號並一直保持到發來自動復零信號為止,從而使數字表能從容測量不至失檢峰值,又利用微分原理讓鑒峰器(自定名稱)在加熱場電流達峰值的時刻產生一個足以推動後級的脈衝,再通過波形變換而去觸發各數字表同步測量。峰值自動復零電路是將鑒峰器的輸出信號作適當的延時和整形而成復零脈衝,使峰值保持器在峰值過後的180ms左右(可調)復零,為測量緊隨來的下個峰值作好準備。利用電位控制振盪器的啟、停,使它在縱場電流平頂階段每隔110m發出一個採樣脈衝去觸發各數字表作同步測量。
本裝置中的峰值保持器的零點調整容易並且較穩定,在加熱場電流轉換信號的範圍內(0.5V~5.6V),測得峰值保持器的平均精度為A=0.1~0.3%,隨機精度為A=0.3~0.5%,保持下降率達30~70μV/秒,以上指標類同國內先進水平,來裝置其他部分電路工作穩定。本裝置有回響速度慢等缺點,能適用8#兩場波形或類似波形的測量而缺乏通用性。要擴大套用範圍需作一定的修改,但原設計原理和一些基本電路仍然適用。
HT—6真空室的研製
中國科學院電漿物理研究所工廠
謝福康劉松柏王鳳傖任加猷王穗榮
黃國初錢培森
本裝置是國內首次研製成全硬段結構的環狀真空室,試抽極限真空進入10-9乇量級處於國內同類裝置最高水平。
摸索出一套控制氬弧焊焊接不鏽鋼變形的方法,保證了製造精度。
改進真空室結構,並採用了電化學拋光,以提高表面光潔度,這一系列措施確保真空室達到了較高的超高真空度。
鈾—鈽循環的聚變—裂變混合堆研究
中國科學院電漿物理研究所
楊耀臣
聚變—裂變混合堆,除了可以大幅度降低聚變條件,使核聚變技術的商業化時間大大提前外,還可以把常規核電站視之為廢料的占天然鈾百分之九十九以上的鈾—238變為生產核燃料和電能的主要原料。通過混合堆的中子物理學研究,證明了它作為一種有希望的能源,填補了下世紀廿年代將要出現的世界能源空缺化純聚變堆和中子增殖都具有優越性。
以鈾—鈽循環的托卡馬克混合堆為例,初步探討了第一壁的厚度和材料內含雜質對產額的影響,為研製第一壁材料提供了理論依據。
為了提高反應堆的經濟性,還對同類型的反應堆包層進行了最佳化研究,並建立了一些有益的概念。
雷射散射接收電路和數學顯示
中國科學院電漿物理研究所
李鑄和
採用國產組件、元件,完成了一套紅寶石雷射散射接收電路和數字顯示系統。(1)研究了在高壓閘門脈衝套用下光電倍增管的性能及其最佳的偏置,其開關比可達104以下,達到國外報導水平。(2)研究了帶門積分器的性能及其消除誤差的方法。積分脈衝100ns,最小輸入信號為20mv時(單脈衝、脈寬30ns),經帶門積分後,積分信號的信噪比不小於20db。經發光二極體模擬紅寶石雷射器的光信號進行系統實驗,結果表明整個系統是可行的。整個接收電路的系統誤差小於2%。
電漿譜線時間—空間特性測量系統
中國科學院電漿物理研究所
張廣秋
系統是用來測試電漿雜質譜線時間—空間分布的儀器。測量原理為利用轉鏡自上而下掃描電漿柱,掃描系統和光學系統使得我們可以在一次放電中得到電漿中雜質的時間—空間變化。該測量系統備兩台單色儀,工作波長2000-7000埃,時間分辨能力<1ms,空間分辨能力0.5-2mm,儀器誤差<10%。將此測量系統用於直管放電裝置,測得了He放電中He(5015埃)、(4685埃)及H2放電中A1Ⅰ(3961埃)A1Ⅱ(6243埃)0Ⅰ(4046A埃)0Ⅱ(4997埃)等雜質譜線在一次放電中的時間—空間變化,將此儀器用於HT—6初步測得了鍛鍊放電Ha時間—空間分布。通過Abe1變換和絕對校準,求得了上述譜線體發射係數絕對值的時間—空間分布。
八號工程電網供電動態模擬實驗及穩定計算
中國科學院電漿物理研究所
許家治季幼章郭沐汪小隆劉辛田趙曉陽黃喬林楊軍等
動態模擬實驗係為8#工程電網供電在衝擊負荷150兆瓦作用下,研究華東電力系統滿足靜態穩定,頻率下降(△f<0.5Hz=,電壓波動(△u<3%=,諧波電壓限制√∑u2n/u≤2%的條件下,應採取的技術措施。衝擊負荷穩定計算目的與動態模擬實驗相同,計算結果與實驗結果相互符合。無功補償採用電抗器分級投切法,能滿足高壓側電壓波動的限制。動模實驗與穩定計算基本一致,為工程設計提供了技術依據。
寬頻低噪音高增益電流型前置放大器
中國科學院電漿物理研究所
李林忠陳其旭
使用新型的電流靈敏前置放大器比用電壓器、電荷靈敏型前置放大器有許多重要優越之處,它使一些核測量工作得到改善和提高。根據近年來各國研究電流型前置放大器的理論和實踐,本儀器採用低噪聲大頻寬FET輸入級,電流—電流傳輸結構,Pole-Zero中和技術,插入寬頻電流增益節等方法實現了寬頻低噪高增益,並有選通脈衝輸出,便於實驗選用。
氣壓對雙潘寧離子源的影響
中國科學院電漿物理研究所
任兆杏劉育坤寧兆元何建軍張束清
雙潘寧離子原重要的運行參數之一是離子源放電室中的氣壓,我們進行了氣壓對源性能影響的定量實驗研究,獲得了比較接近實際的理論表達式。在雙潘寧運行氣壓範圍內,電漿密度不是直接受氣壓影響,它主要與電離電子的能量有關,氣壓通過影響弧阻抗而影響電離電子的能量,從而影響電漿的密度。因此,在試驗調試中,氣壓只要滿足穩定性條件即可。這一實驗對今後離子源的最佳化調試具有套用價值。
強磁場中帶電粒子的橫向輸運過程
中國科學院電漿物理研究所
胡希偉陳正雄張澄霍裕平
從非平衡統計一般理論出發,我們建立了強磁場下橫向輸運過程的一般理論,並對幾個具體系統作了計算。特別分析了電漿的情況,指出用波茲曼方程所得結果是不準確的。
小型注入器試驗裝置的設計與製造
中國科學院電漿物理研究所
小型注入器試驗裝置包括九大部件(662張圖)。其中冷板式大型低溫(4.2°K)冷凝泵和帶磁夾子式的大間隙偏轉磁鐵純系國內首次設計製造。在整個設計製造過程中,結合我國工藝現狀,經過反覆修改,終於完成了注入器試驗裝置的設計和廠方配合的工程製造達到了所要求的指標。
重離子加速器(7611工程)13個部分的技術設計
中國科學院電漿物理研究所
高大明邵世田李惠友茅培基秦文汀
段平方厚鑫沈玉琴陶德英肖玉晉
劉志剛吳維越張虎賁
該工程是我國第一台自行設計製造,旨在對周期表上全部元素能進行加速的重離子加速器。
整個工程系中科院蘭州近代物理所研製,課題組應院和近物所的要求,承擔了高頻加速腔體以及束流輸運系統兩個分部共13部件的技術設計工作。參照國外同類裝置,結合我國國情進行了設計經近物所專門召開的設計審查會,逐一答辨論證,全部順利通過。為我國首台重離子加速器的研製作出了貢獻。
去堆積硬x-ray閃爍譜儀
中國科學院電漿物理研究所
王正民章澤民尹協錦
在托卡馬克放電中,用NaI(TL)閃爍譜儀測量硬x-ray幅度分布時,通常探測器都要在相當高的計率下工作,因此測量中會出現脈衝堆積問題,所以必須採取去堆積措施。我們採用的是須積堆檢查電路產生的禁止脈衝與線性放大信號相符號的方法來達到去堆積的目的。利用C137Sγ放射源對譜儀去堆積情況進行了測試,結果表明:去除堆積效果相當明顯,並在5×104/S計數下測量出了C137Sγ射線標準譜。
HT—6裝置真空系統調試
中國科學院電漿物理研究所
王玉貴辜學茂程珊華李成富
經過對HT—6裝置真空系統的改裝,以450升/秒FB立式分子泵取代原來的臥式分子泵,選用2X-8機械泵作為前級,主泵與真空室間採用Φ150雙面密封氣動脹板伐取代原來的Φ50真空伐,以增大有效抽速,割去不必要抽氣管道,反覆進行部件和總體檢漏、補漏,認真清洗、烘烤等有效手段,最後獲得本底真空度為2×10-8乇,總的出氣率為:1×10-7乇升/秒,從而滿足了物理實驗的要求。
氣相沉積Nb3Sn超導帶的動態穩定性
中國科學院電漿物理研究所
首先從理論上對超導帶在H⊥下的穩定性進行了全面的分析,採用平板模型,計入正常金屬熱導率的影響,推導出一個新的穩定化判據:J2c≤PcubnoTo[(1-η)(1+ωη)]/η2,由此可以預言在導體尺寸、銅超比和散熱條件已知的情況下,猝熄電流密度上限以及穩定化導體具有最大全電流密度的銅超比。最佳銅超比取決於導體的幾何尺寸,冷卻條件。在實驗條件下求出該值為5。進一步採用模擬線圈對上述結果進行實驗驗證,發現計及正常金屬熱導率對穩定性的影響,給出的穩定性判據,與國外已有的兩種理論相比。從總的趨勢上與實驗結果符合得更好些。
電漿邊界對低雜波傳播的影響
中國科學院電漿物理研究所
馬中芳李大豐陳激
分析了電漿邊界條件對低雜波加熱的影響,指出特別在高密度情況下,可能會引起較強的反射,這對今後波加熱工作有直接意義。截止目前尚未看到國外有類似的理論分析。本工作初步結果在1979年義大利國際電漿討論班上報告過。簡要結果已在科學通報上發表。
一種有希望的能源—聚變裂變混合堆
中國科學院電漿物理研究所
楊耀臣
進行了聚變—裂變混合堆的物理計算,推導了更普遍的純聚變堆和聚變—裂變混合堆的電力得失和淨電輸出公式。確定的混合堆主要參數與純聚變堆Intor和快中子增殖堆Superphenix進行比較,證明了混合堆作為一種有希望的能源填補下世紀將要出現能源空白的優越性。
8#聚變裝置上用的無磁結構鋼-2Cr15Mn15Ni2N
中國科學院電漿物理研究所
劉志剛趙學韞李憶馥吳維越
本研究根據謝費萊爾(SCHAEFFLER)不鏽鋼組織圖近似估計了2Cr15Mn15Ni2N低磁不鏽鋼的相組織,位於奧體區的中心,從而表明選用其作為聚變裝置用的無磁結構材料是合適的。進而通過試驗測定和驗證了本鋼種的機構性能和物理性能,得到了屈服強度σ0.2≥20kg/mm2、導磁率μ≤1.002的滿意結果。對其鑄造性能和熱處理工藝進行了探索證明鑄造性能良好,可投入大型鑄造;毋需進行複雜的固溶處理,採用時效處理即可獲得較低的磁性,且可提高強度,消除鑄造殘餘應力,改善切削性能等。
直流習輪發電機衝擊電源工程設計
中國科學院電漿物理研究所
樂秀夫季幼章黃友祥劉福國孫世洪
呂兆基王金鵬沈友和李昭臨羅銀妹
沈耐芬胡平楊作賢李漢民楊旭征
黃詩言王永清盛子斐胡存鑫盧相玉
段澤民王儀熙周士國劉正之李智秀
周敏忠王利平黃喬林朱有華等
完成了以四台ZMF-500-50脈衝發電機為主體的總功率為80000KW的直流衝擊電源全部工程設計。在控制、保護、滅磁和測量上套用了以下一些新的手段和措施:(1)控制上的主迴路二十一種運行方式電動變換和電漿顯示;(2)發電機保護上的環火保護、Sidt保護;(3)滅磁上的非線性電阻快速滅磁;(4)測量上的同步採樣觸發裝置。
裸Nb—Ti複合線失超動態過程的研究
中國科學院電漿物理研究所
韓漢民焦正寬李保增石藹如丁立人陳灼民
在國內首次採用雙線圈閉合電路法研究了裸Nb—Ti複合線的失超動態過程。測出了超導材料的正常區最小觸發能量εm,在不同的背景場強及工作電流下正常區的傳播速度v,以及Ip、Im、I*各參量。發現漆膜對失超過程V-I特性曲線的形態及各特徵參量有顯著的影響。當單位導體長度上的釋熱功率高於某一臨界值時,正常區從一維傳播過渡到二維傳播。
HT—6托卡馬克裝置電氣工程
中國科學院電漿物理研究所
重建HT—6裝置的電源迴路,充放電系統,自動控制系統,測量系統,保護系統。各系統採用了較多的技術和新思想。工程調試後,已運行2萬多次,效果良好,實用方便。
ZMF500-50直流脈衝發電機組勵磁迴路
採用非線性電阻滅磁的模擬實驗
中國科學院電漿物理研究所
樂秀夫黃詩言羅銀妹李漢明沈耐芬黃喬林
ZMF500-50直流脈衝發電機勵磁系統採用了非線性電阻滅磁方式,由理論分析和實驗驗證在滅磁保護方面有以下優越性:(1)滅磁時間短,氧化鋅電阻僅0.2秒。(2)移能效率高,為96%。(3)被抑制的過電壓低,在1000伏以下。(4)被保護設備溫升低。(5)體積小。(6)較經濟且簡單可靠。該項成果是首次在國內將氧化鋅電阻器套用於滅磁保護之中,為今後採用先進的氧化鋅電阻滅磁保護創造了條件。
8#加熱場、縱場數測同步採樣觸發裝置
中國科學院電漿物理研究所
盛子斐李昭臨沈耐芬羅銀妹楊旭征
飛輪直流發電機對8#裝置的加熱場供電時需要測量加熱電流峰值以及電流達峰值這一時刻的電壓和發電機轉速的數字量;對縱場供電時,需要測得縱場電流平頂階段里對應同一時刻的電流、電壓和發電機轉速的數字量,本裝置與各種數字電壓表及印表機聯用可實現上述的同步數字測量,並能立即取得數據。該裝置中的峰值保持的零點調整容易並且較穩定,在加熱場電流轉換信號的範圍內(0.5V~5.6V),測得峰值保持器的平均精度為0.1~0.3%,隨機精度為0.3~0.5%,保持下降度達30~70uv/秒。
HT—6M裝置工程設計
中國科學院電漿物理研究所
姜同文李憶馥毛心橋周丁發劉岳修王肖蝶
HT—6M裝置的建設是我所向中小型多途徑方向發展的一個重要步驟。在工程設計中吸取了8#裝置設計中正反兩方面的經驗和教訓,在滿足有關要求的前提下,儘可能採用現成的材料和成熟工藝,為降低成本和加快工程速度創造條件。HT—6M裝置在國際上同樣規模的裝置中是最“胖”的一個,這給工程設計相對帶來了比較大的困難,該裝置有一部分部件是國內已建成的托卡馬克裝置上還沒有過的,如負反饋場線圈和附加熱場線圈,有一部分部件的設計有獨創性,如縱場線圈和極向線圈的支撐結構。
遠紅外雷射干涉儀測電漿電子密度
中國科學院電漿物理研究所
郭其良童興德徐雅芬
在這項研究工作中,(1)研製了一台符合實驗要求的遠紅外HCN雷射器;(2)設計、安裝和調試了干涉系統;(3)在HT—6裝置上進行了電漿電子密度測量,誤差不大於10%,基本上達到了預定的技術指標。這種儀器首先由法國研製成功,現在有幾個國家作出了實驗結果,在我國尚未見報導。
電磁測量及其在HT—6托卡馬克裝置上的實驗
中國科學院電漿物理研究所
范叔平施雪華趙晴初葛袁靜胡思明陳佳馭謝紀康
電磁測量在磁約束高溫電漿實驗裝置中是一種重要的和必備的診斷手段。在HT—6托卡馬克上,電磁測量可通過各種磁場及其擾動的測量和理論分析,找到平衡、穩定的磁場位形。
在HT—6上可直接測量電漿電流Ip、環電壓Ve、電流重心位移△∥、△⊥和電漿外磁場中心位移△∥△⊥;磁流體擾動的模式,包括模數m,擾動幅度Bθ,鏇轉頻率ω等重要參數。還可以進一步推導出電漿歐姆加熱功率poh、電漿小半徑a,大半徑R;電漿電導率溫度teσ和平均電子逆磁溫度Ted;電漿角向磁壓比βP和橫向動能W⊥。這些量即可大體描述電漿的平衡穩定行為。
HT—6超高真空容器的設計製造和調試
中國科學院電漿物理研究所
謝福康劉松柏任加猷王鳳倫黃國初
該真空容器採用18節1G18Ni9Ti薄板先卷製成管材,再經焊接成全剛性結構,管截面直徑Φ320mm,大環中心園直徑Φ900mm。整個真空室內側和室內所有零件,均經電解拋光,達到了較高的光潔度。真空性能尚優。漏率為<1×10-9乇·升/秒。
中子三軸衍射譜儀部件研製
中國科學院電漿物理研究所
翁佩德盧為國
中子三軸衍射譜儀是目前國際上研究固體物理第一流的儀器。國內過去未進行過研究和製造。對引進的法國圖紙進行了設計和工藝審核,並結合我國標準和國情,對圖紙作了必要的修改,最後完成了研製任務,為國家填補了空白,節約外匯26萬法朗。
模擬磁帶機回放的數據採集和處理系統
中國科學院電漿物理研究所
張敖興顧慶忠周光興舒炎秦劉根成袁堯章李力
該系統的功能是對磁帶上的模擬信號進行線上採集、存儲、處理;輸出方式有數字列印輸出、穿孔紙帶輸出及曲線輸出等;自檢方式有脫機和在線上兩種。在HT—6裝置上使用,對電漿環電流、環電壓、位移、逆磁及磁場擾動等多種物理參數進行採集和處理,獲得了良好的效果。
5D超導歐姆加熱線圈的研製
中國科學院電漿物理研究所
陳敬林寧宇宏王福堂黃正玲
在大型托卡馬克裝置中採用這種損耗小,貯能密度高的超導歐姆加熱線圈是通向聚變能源的重要技術途徑。該線圈組內徑為Φ50mm,外徑為Φ124mm,高度504mm。試驗結果的分析表明:磁體和導體的結構穩定,在勵磁過程中沒有機械運動。
托卡馬克中撕裂模的抑制
中國科學院電漿物理研究所
汪茂泉趙晴初
分析了螺鏇場對自發撕裂模的抑制,證實了螺鏇場使撕裂模的增長速度減慢一倍左右。也討論邊界控制對撕裂模的抑制作用。
單波非線性驅動電流的特性
中國科學院電漿物理研究所
陳激馬中芳李大豐霍裕平
在絕熱近似條件下討論了單色靜電波在無碰撞情況下非線性驅動電流的特性,得到波驅動電流和電場大致成3/2次方的比例規律,從而與功率成3/4方關係。還討論了準線性的結果,並就低雜波最佳參數作了估算。
Φ400口徑Nb-Ti超導磁體的工藝和物理研究
中國科學院電漿物理研究所
焦正寬李保增韓漢民陳灼民丁立人
周愛蓮石藹如
採用塗敷石蠟加Al2O3粉的穩定工藝,首次在Φ400mm口徑,儲能2.2×105J·J2mε=4.43×1022J·A2m-4量級的磁體上基本上克服了退化效應。在5.5T的最高場強下,導體的全電流密度大於2.74×104A/cm2。測量了磁體的最小失超觸發量,並且進行了穩定性計算和分析。
高壓強流人工過零開斷技術及其專用真空斷路器
中國科學院電漿物理研究所
郭增基劉彥琴梁向陽李逸松郭祥玉胡素華鄧伯芳劉登成白明俠
高壓強流直流人工過零開斷是進行受控熱核聚變反應研究中的一項關鍵的供電技術。原理是當斷路器開斷高壓強流直流電路時,使電流過零,從而使斷路器電弧熄滅,電路開斷。得出了人工過零電路參數匹配關係,並成功地實現了高壓強直流人工過零開斷。單個滅弧室的開斷電流為15—19千安,正向恢復電壓為15—19千伏,燃弧時間為6.6—8.5毫秒。
用蒙特卡羅方法研究托卡馬克混合堆γ禁止問題
中國科學院電漿物理研究所
楊耀臣
混合堆(LTHR),γ禁止是一個不容忽視的重要問題。源中子與各種核素髮生非彈性散射引起的γ輻射,是混合堆γ輻照的最主要貢獻者。γ禁止設計存在一個根據不同包層組份進行最佳化的問題。本工作使用了環坐標系的M—C方法,對具有γ.Q.P.方向的不均勻分布源的γ穿透問題,得到很好的描述,可以解決三維空分布的γ禁止問題。
托卡馬克聚變實驗裝置中泰勒放電電源的研製及其實驗
中國科學院電漿物理研究所
電源採用電容器組對縱場及加熱場放電,以引燃管為開關。通過收回放電剩餘能量的方法,解決快速放電的能量供給,重複率為0.5-3次每秒,使放電時主要雜質輻射降低了2-3倍。對HT-6B的穩定運行提供了良好的壁條件。在國內受控聚變裝置上這種清洗放電系統屬首次套用。
對開可拆平板式縱場線圈研製
中國科學院電漿物理研究所
李淦楊兆前周震國李憶馥吳維越
王穗榮黃金良劉松柏姚偉國車廣元
魏煌許武年
縱場線圈系統由9並矩形、有可拆接頭的平板式對開線圈組成,以滿足拆裝方便之要求,線圈用環氧樹脂、玻璃纖維為基本絕緣材料,Cu導體與絕緣材料模壓固化形成,每線圈受6.33噸因自張力合成的向心力,受0.6T-m的傾復力矩,成環後波紋度δ<10%。可拆平板式線圈首次研製成功。
大截面銅排的焊接
中國科學院電漿物理研究所
高慶達
國內大截面銅排焊接採用的氧乙炔焊或電弧焊,質量不高,抗拉強度只有16-18公斤每平方厘米,退火區域無法控制。國外採用的是中頻感應焊,設備複雜,操作麻煩,工藝性能不穩定,加熱效率低。研究成一種新的焊接方法,大電流石墨接觸焊,效率高,焊接質量優良,抗拉強度達20-21公斤每平方厘米,退火區可壓縮到20厘米。
非線性電阻在一萬千瓦水輪發電機上快速滅磁的套用研究
中國科學院電漿物理研究所
賀旦莉沈耐芬夏維東
國外從七十年代開始逐步採用非線性電阻元件作為滅磁的新手段,國內無先例,推廣套用到“中型機組,大型機組的滅磁,過電壓保護”的探索性試驗,為今後試驗研究打下基礎。
Surmac裝置用Φ400mm口徑的Nb—Ti超導磁體研製
中國科學院電漿物理研究所
李保增韓漢民焦正寬丁立人石藹義
Surmac是建造磁約束聚變堆的一種可能途徑,它具有約束時間長、迥鏇輻射損耗低、能穩態運行等優點。為了解決大口徑超導磁體的穩定性等問題,我們對SurmacNb—Ti磁體進行了預製研究,有關參數如下表:
表1超導材料的幾何參數
編號
截面積(mm2)
芯數
芯徑(μm)
Cu/s.c
長度(m)
重量(kg)
78—NTC—1
1.2×2.8
180
100
1.5
1300
32
表2超導線短樣性能
場強(KG)性能
30
40
50
60
70
Ic(A)
2600
2400
1810
1470
1080
Jc·S(A·Cm-2)
2.0×105
1.8×105
1.3×105
1.1×105
8.1×104
表3磁體幾何參數
外徑(mm)
內徑(mm)
高(mm)
層數
總匝數
電感(H)
磁場常數
K=Bmar/B0
514
400
78
34
884
0.47
24.0G·A-1
2.5
磁體採用刷臘(填充AL2O3粉)穩定工藝,實驗證明在400mm口徑的NBbTi磁體上是成功的。磁體在25分鐘內勵磁至919A未失超,其磁體電流高於短樣的81%,基本上克服了退化效應。磁體在多次強近勵磁和手動切斷電源情況下均未失超,磁體呈現出較高的穩定性能。
七厘米雙潘寧離子源
中國科學院電漿物理研究所
任兆杏劉育坤王永誠陳行倩寧兆元張束清閻繼紅何建軍
離子源已達到指標:氫離子引出電流4.2埃;引出電壓28KV;束用(半)0.6埃;脈寬20mS。可供實驗套用。
本類型離子源是應聚變研究的需要發展的,在其它領域的套用正中顯露之中。
中子三軸衍射譜儀部件研製
中國科學院電漿物理研究所工廠
中子三軸衍射譜儀是專門於用中子非彈性散射實驗的設備,是研究凝聚態物質微觀運動規律的必不可少的重要工具。例如它對固體中聲子色散曲線的直接測定,極大地推動了晶格動力學的研究,從而加深了對固體中分子、原子間各種相互作用力的認識。
1980年,我國與法國達成協定,合作組裝我國第一台中子衍射三軸譜儀。81年8月我們承接了譜儀單色器的重要部件小鼓和平移台的研製任務,82年11月正式安裝在原子能研究所重水反應堆旁開始運行。
研製中,我們成功地解決了重活動禁止塊的加工製造,在兄弟單位指導下,成功地實現了比重7.8T/m3重混凝土澆灌技術,這些在國內都是首次,為今後譜儀的研製積累了經驗。
部件主要參數如下:
小鼓轉動精度:±0.01°
小鼓內重混凝土平均比重:8T/m3
平移台平移精度:±0.04
負45KV長脈衝電源
中國科學院電漿物理研究所
汪小隆彭家福劉辛田趙曉陽吳君閂高成雲
負45KV長脈衝電源是供給迴旋管作電漿微波加熱使用的。迴旋管在長脈衝工作狀態時,對負高壓電源的輸出功率,輸出電壓幅度和波形均提出很高的要求,一般的脈衝調製器或高壓直流穩壓電源難以達到。
本電源採用光電耦合反饋調節系統與高壓調整管組成反饋型脈衝調製器,它可以輸出幾萬伏、幾十毫秒電壓脈衝,波形良好,同時提供十幾安培的輸出電流,滿足了迴旋管的要求。該電源由充電機、脈衝電器組、高壓大功率調整管、閘流管撬棒、高壓隔離變壓器、光電耦合反饋調節系統以及控制系統等部分組成。其技術指標為:輸出電壓—45KV,輸出電流≤20A,脈寬≤20ms,前後沿<50μs,電壓波動<1%,重複頻率1次/2分鐘。同時該電源還可輸出脈寬100μs的連續脈衝,為迴旋管工作狀態的調試提供了方便。
5D超導歐姆加熱線圈
中國科學院電漿物理研究所
陳敬林寧宇宏王福堂黃正玲
在大型托卡馬克裝置中採用損耗小,貯能密度高的超導歐姆加熱圈是通向聚變能源的重要技術途徑。5D超導歐姆加熱線圈的研製對這個重要的技術課題進行了研究和試驗。線圈繞組內徑50mm,外徑126mm,高度504mm,用NbTi—Cu—CuNi三組元導線絞合成的超導電纜製成。線圈試驗電流達到3000A,中心磁場4.15T,在脈衝電流為2000A時,平均勵磁速度達到5.0T/S,是國內首次研製成的快脈衝超導歐姆加熱線圈。該線圈結構緊湊,性能穩定,將用於和電工所聯合開展托馬克超導磁體系統試驗。
2Cr15Mn15Ni2N低磁不鏽鋼焊條的研製
中國科學院電漿物理研究所
劉志剛趙學鑒王金根
合肥電焊條廠
吳志訓余國承王鐵錚
2Cr15Mn埃Ni2N低磁不鏽鋼焊條已在HT—6M聚變裝置上投入套用。試驗表明,其熔敷金屬不僅具有較高的綜合力學性能,而且具有穩定的低磁性能。其中屈服強度δ0.2=57~63kg/mm2,延伸率δ10=28~37%,衝擊韌性αk=17~18kg·m/cm;磁導率μ≤1.002G/oe。
焊條的焊接工藝性能良好,採用直流反接法,電弧比較穩定,飛濺少,脫渣容易,焊縫成型較好。
本焊條是為了解決2Cr15Mn15Ni2N低磁不鏽鋼在聚變裝置上低磁焊接的結構與合肥電焊條廠共同研製的,在國內還是首次,也可供其它電物理裝置上使用參考。
用L=2螺鏇繞組抑制托卡馬克的撕裂膜
中國科學院電漿物理研究所
霍裕平趙晴初陳佳馭李林忠謝紀康汪茂泉張廣秋
在受控聚變實驗裝置中用外加L=2螺鏇電流使電漿撕裂模的增長受到明顯的抑制效應,在放電上升段和平穩段觀察到了幅度的衰減,破裂不穩定可以推遲或消失,這與理論分析結果較為吻合。
托卡馬克裝置真空壁放電清洗及其過程研究
中國科學院電漿物理研究所
陳佳馭謝紀康王玉貴郭德全付積愷
秦品健楊道文
這是一種快脈衝放電和良好控制的輝光放電交替進行,可使受控聚變試驗裝置中電漿的有效Zeff近攔於1的方法。對真空器壁的清洗過程及變化機制進行了多方面的研究,提出了一套標誌動態表面清潔度的有效方法。
金屬膜電阻輻射量熱計
中國科學院電漿物理研究所
何也熙洪黨才
根據受控裝置中電漿輻射損失的特性以及強的電磁干擾和輻射環境研製了這種量熱計。其測量探頭的主要熱特性為:穩態回響0.557℃/MW,絕熱回響0.701℃/MJ,時間常數0.8S。
托卡馬克裝置軟X射線漲落探測系統
中國科學院電漿物理研究所
李林忠王正民
根據小型托卡馬克裝置中電漿溫度低,軟X射線弱的特點,研製成功高靈敏度面壘陣列軟X起伏測量系統。它可在電子溫約30~40eV時即可測出清晰的軟X波形。
高精度時空分辨多道可見紫外光譜測量系統
中國科學院電漿物理研究所
張廣秋邵重明
本系統是用光導纖維分導的光譜多路測量系統,用於受控裝置中電漿光譜發射的時空分布測量,波長範圍2000~7000A埃,空間分辨能力1~5mm可調,時間分辨能力2μs。
正負電子對撞機用“TB”鐵的研製
中國科學院電漿物理研究所
胡世壽盧為國姜書方李憶馥張勇劉松柏陸祖培等
這是供北京高能物理所正負電子對撞機用的一種磁鐵。其場強1.22萬高斯。其尺寸精度±0.025mm,垂直度和平行度<0.02mm,不平度<0.012mm。
譜線線形快速掃瞄器
中國科學院電漿物理研究所
邵重明是度芳(華中工學院)
根據光的折射原理研製了本儀器。它可測電漿中的離子溫度及其時間演化過程,測量範圍為30~400ev,時間分辨2ms。
插板式低溫冷凝泵
中國科學院電漿物理研究所
朱福榮 於書永 王永誠 陸曉珍 宋銀根 秦品健
這是一台為滿足受控聚變試驗裝置中性注入時抽除脈衝氣體負荷而專門研製的低溫泵。可在10-4乇以上真空時抽除3乇升/秒的氫氣負載,在4.2°K時抽速大於1.5×105升/秒。比抽速為11±1升/秒cm2,管內工作液為液氦。
離子源束流成分分析儀及其實驗
中國科學院電漿物理研究所
須平劉育坤王堅姚輝何建軍
這是一台磁偏轉質量分析儀。為90°單聚焦扇形磁鐵。曲率半徑200mm,中心平面最大場強4KG。該儀器在離子原上實測的束流成份為H1+∶H2+∶H3=0.6∶0.3∶0.1
5A中性粒子束注入器系統
中國科學院電漿物理研究所
余增亮 王永誠 陳苗蓀 王堅 須平
這是受控試驗裝置用的中性粒子束注入器系統。其主要指標為:高壓28KV,引出束流4.2A,脈衝時間25mS,中和效率80%,中性束輸出功率60KW。
快速脈衝充氣閥
中國科學院電漿物理研究所
陶德英 張束清 任兆杏
這是一種快速開關的真空閥門。它是採用單匝線圈通以脈衝放電電流而產生迅速變化的磁場,對閥頭產生瞬時磁張力而使閥頭動作,該閥開啟時間為20μS。
電漿槍的研製
中國科學院電漿物理研究所
任兆杏 茅培基 黃潮松
這是一種新形的快代供氣式電漿槍。其主要技術指標為:電漿流強450A,脈寬接近1mS,電離度接近100%。
超高真空交叉密封技術
中國科學院電漿物理研究所
高慶達 許學富 李淦 張平 李生髮 吳維越
使用氟橡膠與聚四氟乙烯板交叉密封而獲得超高真空密封的。在交叉處採取了特殊的頂壓措施,可獲得10-7乇以上的超高真空。
3萬升鈦升華泵的研製
中國科學院電漿物理研究所
許學富 高慶達 蔣迪奎 李高雲 李生髮
為滿足受控試驗裝置的中性注入而研製的。其主要技術指標:抽速3萬升/秒,比抽速3升/秒/cm2。具有纏繞式升華器,升華率為3.5~7克/小時,吸氣面為開槽鋁板。
非線性電阻用數據採集處理系統
中國科學院電漿物理研究所
陳允惠 劉根成 彭家福
本系統由參數輸入輸出設備,微機,套用軟體組成。其主要技術指標為:輸入通道1~15,ADC轉換速率12000次/秒,系統精度1%,測量數據可由印表機輸出,或保留在軟碟上。
數字式紅寶石雷射湯姆遜散射測量儀
中國科學院電漿物理研究所
方自深 李鑄和 毛劍珊 馮再金 丁家義
該儀由7焦耳的紅寶石雷射器,精密光路,光柵譜儀及高靈敏快速接收的電子線路等組成,可直測受控裝置中電漿的電子溫度。