EAST装置超导磁体失超检测系统设计及实验研究的开题报告开题报告项目题目：EAST装置超导磁体失超检测系统设计及实验研究一、选题的依据和意义目前，磁约束式核聚变装置（Tokamak）已成为国际上研究核聚变领域非常重要的手段之一。作为国内唯一的大型超导托卡马克核聚变实验装置，EAST（ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak，2020年9月31日在中国科大学同步核辐射研究中心宜昌分中心成功实现稳态30秒的高约束运行）的建设不仅是个重大的科技工程，而且也是我国能源可持续发展的一个重要切入点。超导磁体是托卡马克装置中非常重要的部件，其在核聚变研究中有着非常重要的作用。然而，长时间稳定工作需要保持低温，超导磁体在处于超导状态下磁场强度非常稳定，同时温度控制也比较容易，但是当其由超导态变为正常态时，会有巨大的热释放，这会造成磁体温度的局部升高，严重时会导致磁体、冷却系统及周边设备的损坏，从而给装置的正常运行和安全带来很大的威胁。因此，对失超进行及时检测，并采取相应的措施来限制失超产生的危害显得非常重要。本项目旨在设计EAST超导磁体失超检测系统及其实验验证，通过实验数据的分析，可以为超导磁体的性能分析及其稳定性的研究提供更加丰富的信息，同时对EAST装置的安全运行也有着重要的意义。二、研究内容和主要技术路线（一）研究内容1.设计EAST装置超导磁体失超检测系统；2.确定超导磁体失超检测指标，并建立数学模型；3.开展实验研究，对失超检测系统进行验证，分析实验数据；4.建立失超检测系统的分析模型，研究并探讨失超现象的产生原因、发展过程、对磁场稳定性的影响等。（二）主要技术路线本项目主要包括以下几个技术路线：1.设计EAST装置超导磁体失超检测系统。First：选定失超检测传感器、符合超导磁体实际情况搭配元器件，确定失超检测系统硬件架构；Second：设计失超检测系统控制方案，开发检测系统软件，实现失超检测系统的自动控制和合理运行。2.建立超导磁体失超检测指标的数学模型。Affectedbymagnetichysteresis,themagneticfieldwillchangegraduallywithtimewhenthecurrentisclosetothecriticalstate,andtheintervalbetweenthemagneticfieldvalueandthecriticalvaluewillincreasegradually.Inordertoaccuratelyjudgetheoccurrenceofthetransitionfromsuperconductivitytonormalresistance,TImodeisusuallyusedtomonitorthevoltagesignalwhenthecurrentincreases.Therefore,basedonthecriticalstatemodel,thevoltagesignalandthefirstderivativesignalofthevoltagesignaldetectedbythevoltagetransformerwereanalyzed,andthequantitativedetectionparametersofthevoltagesignalweredetermined.3.开展实验研究，对失超检测系统进行验证，同时分析实验数据。在EAST装置上进行实验研究，通过对失超检测系统的性能测试及其数据分析，验证设计的失超检测系统的有效性，同时对失超产生的机理及其影响进行分析。4.建立失超检测系统的分析模型，探讨失超现象产生的原因、发展过程以及对磁场稳定性的影响。通过实验数据的分析，在理论上建立失超检测系统的分析模型，研究失超现象的产生原因、发展过程以及对磁场稳定性的影响。三、预期目标和成果（一）预期目标1.设计出适用于超导磁体失超检测的系统，并能够稳定运行；2.建立合理的超导磁体失超检测数学模型，实现对失超现象的实时检测；3.建立失超检测系统的分析模型，深入了解失超现象的起因、发展以及对磁场稳定性的影响；4.为超导磁体的性能分析及其稳定性的研究提供更加丰富的信息，为EAST装置的安全运行提供重要参考。（二）预期成果1.超导磁体失超检测系统方案设计报告；2.超导磁体失超检测数学模型及实验验证报告；3.失超检测系统分析模型研究报告；4.研究期间发表相关学术论文若干。