EAST聚变装置低温超导磁体失超后行为安全性分析

来源 :第十二届全国超导学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:olddai1
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EAST装置上纵向和极向磁场采用低温超导材料(LTS) NbTi/Cu复合的CICC型导体,超导线圈工作在4.2~4.5k液氦温度的低温环境下.当超导磁体在热扰动条件下其运行参数超过临界参数,将导致超导体失去超导性.一旦发生失超会伴随一系列问题比如磁体发热,过电压和因低温媒介温度升高,体积增大而导致低温容器过压力等问题.
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由两个电阻电容电感分路的约瑟夫森结(resistive-capacitive-inductive-shunted Josephson junction (RCLSJJ))和一个分路电阻组成的阵列在一些参数条件下具有超混沌行为.我们通过在外部偏置电流中增加周期性干扰信号提出一个控制RCLSJJ阵列中超混沌的方案.数值研究表明,这个方案能有效地控制这个阵列中的超混沌状态使之进入稳定的周期状态.
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我们搭建了高场太赫兹时域光谱系统,在这个系统中,我们采用高能量飞秒激光作用到LiNbO3晶体上,通过光整流过程,产生太赫兹脉冲,该脉场的峰值场强可以达到100 kV/cm.在这个强太赫兹脉冲作用下,超导薄膜可以从超导态变成正常态.我们测量了超导NbN和YBCO薄膜,观察到超导薄膜的复电导率与场强的关系.我们的实验说明了这个非线性现象主要来源于对电子的破对.
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超导约瑟夫森效应完美的将电压和频率联系起来,被用来建立量子电压标准.目前的可编程量子电压标准在电学计量领域得到了广泛应用,但不能满足交流量子电压信号合成的需求.利用高速电流脉冲信号驱动约瑟夫森结,能够输出量子化的电压脉冲.我们将介绍基于脉冲驱动的交流量子电压信号合成技术及其在精密测量中的应用.
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本文针对量子电压系统的核心部件约瑟夫森结阵芯片中宽带微波Wilkinson功分器的电磁场仿真,该功分器利用双节设计达到高带宽,工作频段为15~22GHz.利用超导特性可获得超低损耗,在15~22GHz频率范围内损耗低于0.2dB,输入端反射参数优于15dB,输出端反射参数优于20dB.
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超导量子电路既是实现量子计算的一种非常有潜力的方案,同时又是少数几个可以直接观测验证基本量子力学规律的宏观系统,这使超导量子电路是一个既有实际运用价值,同时又具有基础物理研究意义的领域.这里我们报道我们在超导量子电路中的磁通量子比特上做的研究工作,主要包括两部分内容.第一部分工作是磁通量子比特样品的制备,这一部分的核心工作是制备约瑟夫森结.
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数值仿真技术将为高温超导器件设计提供重要的参考依据,本文将介绍由项目组提出的电阻率变化"Resistivity-adaption algorithm"(RAA)数值算法,借助该算法可以利用任意有限元软件结合任意的磁通运动模型,从磁通穿透的微观过程分析超导电工器件的宏观电磁性能.它拥有以下特点:1.RAA算法构建了任意磁通运动模型与任意有电磁限软件之间的桥梁.
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高温超导带材的机械性质较脆弱,容易在生产使用中产生局部缺陷.这些局部缺陷会作为集中发热点,造成整个超导设备骤熄.因此,必须对整根带材的临界电流进行连续检测.其中,以RABiTS工艺钇系高温超导带材为代表的带有磁性基底的高温超导带材的检测尤为困难,因为磁性基底会扭曲超导带材附近的磁场分布,使霍尔探头法、磁光法等依赖于磁场分布的方法无法应用.
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本文采用顶部籽晶熔渗法(TSIG),成功制备出了配比为Gd2Ba4CuNbOy(GdNb2411)∶Y2BaCuO5=x∶(100-x)的系列单畴YBCO超导块材(其中x=0,2,4,6,8,10),并研究了不同GdNb2411掺杂量对样品生长形貌、磁悬浮力以及微观结构的影响.实验结果表明:在该掺杂范围内,均能制备出单畴YBCO超导块材.样品的生长形貌与掺杂量x密切相关.当x≤4时,样品具有良好的
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EAST全超导托卡马克装置运行过程中失超检测信号通过传感器接入系统,必需经过信号隔离,滤波和放大.为了抑制噪声,采用将检测信号同外接补偿信号叠加,抵消噪声.由于检测信号和补偿信号采用两种不同的隔离放大器,其输出之间存在一定的相位差,造成信号之间叠加误差.通过增加移相电路对放大器滤波电路进行优化,并通过模拟信号输入实验,很好的解决了相位差这一难题,有效抑制了失超检测信号中杂质信号,大大提高了检测信号
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