Разработка и создание информационно-диагностического комплекса тераваттной импульсной термоядерной установки

• Автор: Зайцев, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 248 с. : ил

Оглавление

Оглавление
Введение '
Глава 1 .Сильноточные ускорители как энергетическая основа импульсных
термоядерных установок
1.1. Принципы построения и области применения
сильноточных ускорителей
1.2. Краткое описание импульсной термоядерной установки АНГАРА-5
1.3. Особенности сильноточных ускорителей и требования к измерительным,
диагностическим управляющим системам
1.4. Диагностические задачи
1.5. Выводы к Главе 1
Глава 2. Структура и состав информационно-диагностического комплекса
установки
2.1. Структура информационного потока
2.2. Состав измерительной схемы
2.2.1. Осциллографический комплекс (ОК)
2.2.2. Комплекс физической диагностики-(СКПФ)
2.2.3. Информационно-измерительные управляющие комплексы
2.3. Информационные характеристики кабельных трасс
2.4. Электромагнитная совместимость оборудования установки
2.5. Выводы к главе 2
Глава 3. Информационно-измерительный управляющий комплекс (КИИУ-5)
3.1. Информационно-управляющие локальные системы
3.1.1. Система технологической подготовки установки (СТ-5)
3.1.2. Система синхронизации (СУ-5) '
3.1.2.1 Аппаратная часть (СУ-5)
3.1.2.2 Программный алгоритм (СУ-5)
3.2. Информационно-измерительные локальные системы
3.2.1. Системы импульсных измерений (СИ)

3.2.1.1. Система импульсных измерений 1 (СИ-1)
3.2.1.2. Система импульсных измерений 2 (СИ-2)
3.2.2. Система обобщенных параметров (СОИ)
3.2.3. Система дозиметрического контроля (СД-5)
3.2.3.1. Стационарный дозиметрический контроль
3.2.3.2. Индивидуальный дозиметрический контроль
3.3. Программное обеспечение КИИУ-5
3.3.1. Программное обеспечение прикладного протокола связи
3.3.2. Программное обеспечение системы СТ-5
3.3.3. Принципы построения программного обеспечения информационно -измерительных систем
3.3.3.1. Программное обеспечение описания схемы эксперимента
3.3.3.2. Программное обеспечение описания схемы измерительных каналов
3.3.3.3. Программное обеспечение описание схемы синхронизации
3.3.3.4. Программное обеспечение описания схемы коммутации
3.3.4. Программное обеспечение пульта управления
3.3.5. Программное обеспечение базы экспериментальных данных
3.4. Исследование динамических характеристик цифровых регистраторов быстрых процессов
3.4.1. Методика
3.4.1.1. Измерительный стенд
3.4.1.2. Обработка данных
3.4.1.3. Оценка спектральной плотности мощности методом периодограмм с использованием специальных временных окон
3.4.2. Измерения и результаты
3.5. Выводы к Главе 3
Г лава 4. Электрофизическая диагностика процессов в установке
4.1. Измерение тока
4.2. Измерение напряжений
4.3. Методы калибровки датчиков
4.4. Измерения на установке и контроль точности регистрации параметров путём проведения косвенных и совокупных измерений

4.4.1. Измерения на экспериментальном модуле
4.4.2. Измерения на отдельных модулях установки Ангара-5
4.4.3. Измерения на 8-ми модулях
4.5. Измерение тока и напряжения вблизи нагрузки
4.5.1. Измерение напряжения
4.5.2. Измерение тока
4.6. Коррекция информационного потока с датчиков установки
4.6.1. Восстановление сигналов, прошедших по длинному кабелю
4.6.1.1. Калибровка кабельных трасс
4.6.1.2. Решение задачи восстановления
4.6.2. Низкочастотная коррекция сигналов
4.7. Выводы к Главе 4
Глава 5. Радиационная диагностика
5.1. Рентгеновская диагностика
5.1.1. Полихроматор рентгеновского излучения
5.1.2. Рентгеновский спектрограф
5.1.2.1. Конструкция прибора
5.1.2.2. Регистрирующая система
5.1.2.3. Примеры применения
5.1.2.4. Обсуждение полученных результатов
5.1.3.1. Приборы с зарядовой связью (ПЗС) как позиционно-чувствительные рентгеновские детекторы
5.1.3.1. Экспериментальное исследование характеристик ПЗС в рентгеновском диапазоне энергий квантов ■
5.1.3.2. Модель сбора зарядов в ПЗС при измерении рентгеновского излучения
и её численное исследование
5.1.3.3. Обсуждение полученных результатов
5.1.3.4. Практическое применение
5.2. Нейтронная диагностика
5.2.1. Методики измерения полного выхода нейтронов
5.2.2. Измерение спектра нейтронов и интенсивности нейтронного
выхода с помощью время-пролётной методики

нейтронная диагностика и т. д., состав которых определяется задачами текущего физического эксперимента, проводимого на установке.
Несмотря на большие различия в конструкциях и параметрах сильноточных ускорителей, технологический цикл формирования выходного импульса можно разбить на определенные этапы:
-этап технологической подготовки, предшествующий рабочему пуску, в процессе которого производится установка нужного давления газа в сильноточных разрядниках, определение качества изоляции жидких диэлектриков, замена мишенных узлов, которые подвергаются значительному разрушению при импульсном выделении накопленной энергии в нагрузке, вакуумная откачка установки. В крупных сильноточных ускорителях с энерговыделением в каждом пуске энергии Е >104 дж операции технологической подготовки могут занимать время до нескольких часов. К этому же этапу можно отнести процесс накопления энергии в ГИН. В случае емкостных накопителей процесс накопления энергии заключается в зарядке конденсаторных батарей, который в установках большой мощности может продолжаться несколько минут. Отметим, что имеются разработки сильноточных ускорителей сравнительно небольшой импульсной мощности (<10шватт), работающие в частотном режиме [54].
Задачи управления на этом этапе определяются установкой и поддержанием необходимых параметров технологических систем, что требует организации как измерений различных параметров, так и процесса регулирования их значений в соответствии с заданным режимом;
-этап формирования выходного импульса (рабочий пуск, рабочий выстрел), в процессе которого производится коммутация накопительных и формирующих элементов ускорителя. Продолжительность этого этапа составляет обычно несколько микросекунд, однако, характерные времена некоторых процессов на этом этапе (например, включение разрядников) составляют- 10'9сек. Обычно в течение этого времени задачи управления заключаются в обеспечении нужной временной последовательности работы узлов установки и синхронизации работы измерительных систем с процессами в установке.