托卡马克超导磁体中心螺管模型线圈的失超研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51406215
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0601.工程热力学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Compared with the water-cooled magnet, the superconducting magnet is of increasing interest in TOKAMAK reactor applications due to its low operating cost. In general, the superconducting magnet for TOKAMAK reactor has a large magnetic energy. Quench of the superconducting magnet is a likely event that can lead to a large hot spot temperature and a large helium pressure inside a jacket due to the electromagnetic and thermal disturbance. Therefore, an effective strategy for quench detection and quench protection system can be designed against degradation of the superconducting magnet during a quench..The quench propagation behavior of the Nb3Sn Cable-In-Conduit Conductor (CICC) and NbTi CICC are studied by using the numerical analysis and the experimental results. In this study, the quench behavior of the central solenoid (CS) model coil for Chinese Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) superconducting magnet is studied experimentally. The relevant behavior of quench propagation of the superconducting magnet with different disturbance scenarios was analyzed. The objectives of this study are threefold, including the quench propagation behavior at different operating scenarios, the hot spot temperature of the cable and the thermal-dynamic behavior of the helium during a quench.The quench detection and quench protection for the CFETR CS coil can be optimized by analyzing the quench behavior of the CFETR CS model coil.
相对于常规水冷磁体,超导磁体应用于托卡马克装置上由于需要消耗较少的电能而备受青睐。通常情况下,托卡马克超导磁体储存的磁能较大。在电磁和热扰动下,超导磁体常常发生失超现象。超导磁体失超后导体的温度将很快上升,如果保护不及时,超导磁体很可能由于局部过热而导致其性能退化或损坏。.针对大型托卡马克超导磁体失超保护的重要性,本项目将利用数值模拟方法,结合中国聚变工程实验堆(CFETR)托卡马克超导磁体中心螺管模型线圈的失超实验,模拟该磁体所用的大型Nb3Sn和NbTi管内电缆导体在不同扰动机制下的失超传播行为,实验研究该超导磁体模型线圈在各种阈值电压和失超延迟判断时间下超导电缆的热点温度及导管内的氦压力等失超传播行为。通过研究该超导磁体模型线圈的失超行为能够为CFETR托卡马克超导磁体的失超检测及失超保护提供重要的理论和实验依据。

结项摘要

运行在高磁场下的低能耗、万安级大电流管内电缆导体是托卡马克装置实现高性能等离子体长脉冲稳态或准稳态运行的重要保障。基于管内电缆导体的超导磁体失超保护是未来聚变堆托卡马克需要解决的难题之一。管内电缆超导磁体失超后如何实现快速放电以降低导体热点温度而同时限制线圈端部电压,需要快速精确的失超检测系统、合理的失超电压阈值判断模型及有效的电路控制系统的有机结合。.三年来,课题组围绕着管内电缆导体超导磁体的失超传播机制及失超保护优化开展了深入的研究工作。通过构建超导磁体失超正常区传播模型探索失超电压的演化趋势揭示失超传播机制,为超导磁体的失超保护设计奠定基础。重要研究结果如下:1)利用线圈匝间及层间传热耦合,进一步发展了早期的失超传播模型,提高了结果的可靠性。2)采用正温度效应的移能电阻有效降低了超导磁体的失超热点温度及改善了超导磁体的失超端电压。3)失超保护电路的优化进一步降低超导磁体的端电压并且提高了失超保护的可靠性。此外,除本项目所列的研究内容之外,利用项目的成果开展了加速器超导磁体的优化设计、混合磁体电磁行为研究及混合磁体模型线圈的稳定性和失超研究,丰富了本项目的研究内容。项目成果的取得有助于提升聚变堆托卡马克超导磁体的失超保护设计水平及改善装置运行的可靠性。.在项目的资助下发表了SCI收录论文8篇,包括Nuclear Fusion 3篇(其中一篇封面文章),Journal of superconductivity and novel magnetism 1篇,Journal of fusion energy 2篇,Springerplus 2篇。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Analysis of the Magnetic Forces Generated in the Hybrid Magnet Being Built in China
中国制造的混合磁体产生的磁力分析
  • DOI:
    10.1007/s10894-015-9876-9
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
    Journal of Fusion Energy
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Ren Yong;Kuang Guangli;Chen Wenge
  • 通讯作者:
    Chen Wenge
Quench Simulation of the Hybrid Magnet Superconducting Outsert Being Built in China
国内正在建造的混合磁体超导外壳的淬火模拟
  • DOI:
    10.1007/s10894-015-9933-4
  • 发表时间:
    2015-10-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF FUSION ENERGY
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Ren, Yong;Kuang, Guangli;Shen, Fengshun
  • 通讯作者:
    Shen, Fengshun
Conceptual design of the superconducting magnet for the 250 MeV proton cyclotron.
250 MeV质子回旋加速器超导磁体概念设计
  • DOI:
    10.1186/s40064-016-2340-0
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    SpringerPlus
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ren Y;Liu X;Gao X
  • 通讯作者:
    Gao X
Analysis of the Experimental Results for the Nb3Sn Model Coil Being Built in China
国内正在制作的Nb3Sn模型线圈的实验结果分析
  • DOI:
    10.1007/s10948-015-3110-x
  • 发表时间:
    2015-06
  • 期刊:
    Journal of Superconductivity and Novel Magnetism
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Ren Yong;Kuang Guangli;Chen Wenge
  • 通讯作者:
    Chen Wenge
Electromagnetic, mechanical and thermal performance analysis of the CFETR magnet system
CFETR 磁体系统的电磁、机械和热性能分析
  • DOI:
    10.1088/0029-5515/55/9/093002
  • 发表时间:
    2015-09-01
  • 期刊:
    NUCLEAR FUSION
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Ren, Yong;Zhu, Jiawu;Chen, Siming
  • 通讯作者:
    Chen, Siming

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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