摘" 要： 國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）氣體注入系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)是直接參與裝置運(yùn)行的關(guān)鍵部件，也是中國獨(dú)立承擔(dān)的14個ITER采購包之一。文中基于ITER控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架和GIS的功能特性，進(jìn)行GIS常規(guī)控制系統(tǒng)和互鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)。常規(guī)控制系統(tǒng)采用模塊化和可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)方案，最大程度上滿足了裝置未來運(yùn)行的可擴(kuò)充性和功能實(shí)現(xiàn)的靈活性；互鎖系統(tǒng)則采用冗余的硬件架構(gòu)和容錯體系結(jié)構(gòu)，滿足了ITER 3IL?2安全完整性等級要求。兩種控制系統(tǒng)已于2022年11月完成了ITER組織的終期設(shè)計(jì)評審。

關(guān)鍵詞： 國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆； 氣體注入系統(tǒng)； 常規(guī)控制系統(tǒng)； 互鎖系統(tǒng)； CODAC； 快速控制器； 容錯體系

中圖分類號： TN915.02?34" " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A" " " " " " " " " " " 文章編號： 1004?373X（2024）12?0008?07

Design of control system of ITER gas injection system

GU Zhengyang， ZHAO Yuxuan， LI Wei， PAN Li， XIA Zhiwei， GONG Weixiang， LI Bo

（Southwestern Institute of Physics， Chengdu 610041， China）

Abstract： The gas injection system of the international thermonuclear experimental reactor （ITER） and its control system are key components that can directly involve in the device operation， and are also one of the 14 ITER procurement packages independently undertaken by China. The conventional control system and interlocking system of GIS are designed based on the design framework of ITER control system and the functional characteristics of GIS. In the conventional control system， the modular and scalable design scheme is applied， which can maximize the scalability of the device's future operation and the flexibility of functional implementation. In the interlocking system， the redundant hardware architecture and fault?tolerant architecture are applied， which can meet the requirements of ITER 3IL?2 security integrity level. Two control systems have completed the final design review organized by ITER in November 2022.

Keywords： international thermonuclear experimental reactor; gas injection system; conventional control system; interlocking system; CODAC; quick controller; fault tolerance system

0" 引" 言

“ITER計(jì)劃”是當(dāng)前規(guī)模最龐大的核聚變實(shí)驗(yàn)工程，旨在驗(yàn)證商業(yè)核聚變發(fā)電在科學(xué)和工程技術(shù)方面的可行性。整個裝置涵蓋了近200個工廠系統(tǒng)，由來自7個成員國約50家機(jī)構(gòu)獨(dú)立研發(fā)和制造。其中，約160個獨(dú)立的工廠控制系統(tǒng)作為與工廠硬件設(shè)備的接口層，負(fù)責(zé)監(jiān)控和協(xié)調(diào)各個工廠系統(tǒng)，從而確保在中央控制系統(tǒng)的統(tǒng)籌下，實(shí)現(xiàn)整個裝置的有效運(yùn)行和管理。為了保障眾多不同機(jī)構(gòu)研發(fā)的工廠控制系統(tǒng)在集成過程中能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)集成的一致性，ITER制定了統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并頒布了《工廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊》，明確了工廠系統(tǒng)的接口、架構(gòu)規(guī)范、信息交換機(jī)制以及集成驗(yàn)證等方面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[1?7]。

核工業(yè)西南物理研究院（SWIP）獨(dú)立承擔(dān)了ITER氣體注入系統(tǒng)（Gas Injection System， GIS）采購包的研發(fā)任務(wù)。GIS及其控制系統(tǒng)作為ITER燃料循環(huán)的關(guān)鍵部件，將直接參與到ITER裝置等離子體的運(yùn)行階段，主要功能是：為裝置的放電運(yùn)行提供所需的燃料氣體，為偏濾器輻射冷卻提供高Z雜質(zhì)氣體，以及為壁處理、中性束加熱及診斷等提供相應(yīng)的工作氣體。該系統(tǒng)已于2022年11月完成了ITER組織的終期設(shè)計(jì)評審，設(shè)計(jì)結(jié)果為后續(xù)GIS系統(tǒng)的生產(chǎn)制造奠定了基礎(chǔ)。

本文簡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，并介紹了GIS常規(guī)控制系統(tǒng)和互鎖系統(tǒng)的終期設(shè)計(jì)方案。

1" 設(shè)計(jì)框架

在ITER計(jì)劃中，除了實(shí)現(xiàn)特定的科學(xué)目標(biāo)，相比于其他大科學(xué)裝置，更致力于探索裝置本身的工程極限。因此，針對未來裝置運(yùn)行可能面臨的極大不確定性，并為確保眾多工廠系統(tǒng)的順利集成，ITER采用了基于分布式的控制系統(tǒng)架構(gòu)，以確保裝置的可擴(kuò)展性和靈活性。在這種架構(gòu)體系下，GIS控制系統(tǒng)及所有工廠控制系統(tǒng)均視為獨(dú)立的運(yùn)行單元，并采用模塊化的管理，以確保裝置的可擴(kuò)展性和靈活性。所有工廠控制系統(tǒng)共享一套物理網(wǎng)絡(luò)，并且每個系統(tǒng)均配備了作為網(wǎng)關(guān)管理器的工廠主機(jī)系統(tǒng)（Plant System Host， PSH），以確保在中央控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理下順利運(yùn)行。

ITER控制系統(tǒng)采用中央和工廠控制系統(tǒng)雙層結(jié)構(gòu)，這種架構(gòu)理念使得中央控制系統(tǒng)不與各系統(tǒng)的受控對象直接交互，而是通過中央系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與工廠控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)整體的狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)歸檔和可視化界面等功能。同時(shí)，依據(jù)功能優(yōu)先級的高低，劃分為中央控制CODAC （Control， Data Access and Communication）、投資保護(hù)（互鎖）以及安全（人員和環(huán)境）三個完全獨(dú)立且物理隔離的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)分別通過獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)與各自的工廠系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，以保障常規(guī)、互鎖和安全功能獨(dú)立運(yùn)行[1?10]。目前，所有核安全控制系統(tǒng)相關(guān)任務(wù)由ITER組織統(tǒng)一負(fù)責(zé)，各采購包的研發(fā)機(jī)構(gòu)不再涉及核安全系統(tǒng)相關(guān)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此，GIS安全控制系統(tǒng)（包括GIS聚變功率關(guān)閉系統(tǒng)和氚過程約束系統(tǒng)）僅負(fù)責(zé)與安全功能相關(guān)的傳感器和執(zhí)行器，以及相應(yīng)的信號調(diào)理和電纜布局。GIS控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架如圖1所示。

在ITER中央系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的配置中，工廠運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)（PON）作為裝置核心，與所有工廠儀控系統(tǒng)對接，協(xié)調(diào)整個裝置的運(yùn)行。而針對需要kHz采樣量級的快速響應(yīng)的等離子體控制功能，ITER配置有專用的高性能網(wǎng)絡(luò)，包括時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)同步網(wǎng)絡(luò)，從而確?？刂频木群蛯?shí)時(shí)性。此外，還配置有用于傳輸大量診斷和工程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)（DAN），以及用于實(shí)時(shí)傳輸音視頻數(shù)據(jù)的音視頻網(wǎng)絡(luò)（AVN）[8，10]。

考慮到ITER約40年的服役年限，為保證系統(tǒng)將來的升級更新，并且加快開發(fā)周期并控制開發(fā)成本，ITER在其儀控系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)中采用了基于成熟貨架產(chǎn)品的策略。該策略給出了標(biāo)準(zhǔn)化組件的選型目錄，涵蓋主機(jī)板卡、CPU、機(jī)箱以及相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的解決方案等，并依據(jù)功能對實(shí)時(shí)性需求的快慢，分別提供了快速和慢速控制器的典型架構(gòu)。

此外，在監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）中，采用了基于Red Hat Linux操作系統(tǒng)的開源EPICS軟件工具包，其主要包括輸入輸出控制器（IOC）和操作界面層兩個層面。IOC組件采用過程變量（Process Variable， PV）數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對工廠系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和記錄，其通道訪問協(xié)議（Channel Access）保證了對過程變量的網(wǎng)絡(luò)訪問，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體基于過程變量的通信方式；而操作界面層則提供了人機(jī)界面工具、報(bào)警處理工具及數(shù)據(jù)歸檔工具等。此外，ITER還開發(fā)了CODAC核心系統(tǒng)（CODAC Core System），以確保工廠控制系統(tǒng)的開發(fā)能夠遵循ITER相應(yīng)的規(guī)范[9]。

2" 常規(guī)控制系統(tǒng)

ITER GIS的功能主要是通過氣體加料閥門箱和彈丸供氣閥門箱來實(shí)現(xiàn)，前者為裝置運(yùn)行提供所需的燃料和雜質(zhì)氣體，后者為彈丸注入系統(tǒng)提供所需的工作氣體。GVB閥門箱的空間位置分布如圖2所示。這些閥門箱環(huán)形分布在真空室上下兩層，其中安裝有質(zhì)量流量計(jì)、壓電先導(dǎo)閥、氣動隔離閥和壓力計(jì)。通過對被控設(shè)備的精確監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對工作氣體的精確供給，從而滿足裝置的運(yùn)行需求。

對于GIS控制系統(tǒng)功能的模塊化設(shè)計(jì)，遵循了ITER控制組（Control Group）的設(shè)計(jì)思想。這種設(shè)計(jì)思想將裝置視為一組功能的集合，并采用層級結(jié)構(gòu)組織控制功能和過程變量。首先，將ITER的功能集合分成20個主要的ITER控制組，由中央控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理，作為控制分解結(jié)構(gòu)（Control Breakdown Structure， CBS）的第1層級；并在這個基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)分為約177個第2層級的控制組，這些控制組則作為各個工廠控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)的功能模塊。氣體注入的功能模塊FIG是ITER控制組FUEL的子集，其功能包括：為等離子體的運(yùn)行提供燃料氣體，為偏濾器輻射冷卻提供雜質(zhì)氣體，以及為加熱和診斷中性束提供氫氣和氘氣等；同時(shí)，還為彈丸注入系統(tǒng)提供所需的彈丸推進(jìn)氣體，為輝光放電系統(tǒng)提供工作氣體。

基于第2層控制組FUEL?FIG的功能集，結(jié)合儀控系統(tǒng)的功能特性，將之繼續(xù)分解至第3層級，如圖3所示。其中包括與中央和控制系統(tǒng)進(jìn)行接口的主控功能（MC）、等離子體運(yùn)行階段的送氣功能（GF）、彈丸注入階段的送氣功能（GD）、輝光放電階段的送氣功能（DC）、常規(guī)系統(tǒng)保護(hù)功能（PR）、核安全系統(tǒng)相關(guān)的安全監(jiān)測功能（MO）、用于系統(tǒng)校準(zhǔn)和調(diào)試維護(hù)的功能（SV）等。

在系統(tǒng)架構(gòu)上，為了最大程度地滿足ITER的可擴(kuò)展性和靈活性的設(shè)計(jì)原則，一種理想的解決方案是為每個閥門箱配置獨(dú)立的控制器，從而構(gòu)建分布式的控制系統(tǒng)架構(gòu)。然而，由于閥門箱體服役在遠(yuǎn)高于電子設(shè)備所能承受的高輻照環(huán)境區(qū)域[11]，并且屏蔽區(qū)域內(nèi)用于放置控制機(jī)柜的預(yù)留空間有限，因此，最終的解決方案選擇了折中的方式，采用多臺可配置、可擴(kuò)展的I/O模塊作為現(xiàn)場硬件設(shè)備的接口單元，并安裝在處于屏蔽區(qū)域的控制機(jī)柜中，從而將所有閥門箱的運(yùn)行狀態(tài)信號集中至位于屏蔽區(qū)域的獨(dú)立控制器內(nèi)。

在控制器選型上，GIS控制系統(tǒng)需要協(xié)同ITER等離子體控制系統(tǒng)執(zhí)行快速的系統(tǒng)響應(yīng)功能。因此，綜合考慮GIS的響應(yīng)時(shí)間特性，以及需要接入ITER高性能網(wǎng)絡(luò)（包括時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)同步網(wǎng)絡(luò)），采用ITER產(chǎn)品目錄下的Iamp;C grade PICMG 1.3 PC作為系統(tǒng)的快速控制器。NI?9159控制機(jī)箱及系列I/O板卡被選用作為與閥門箱接口的I/O模塊，并通過光纖與快速控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程連接。此外，配備了專用的局域網(wǎng)絡(luò)，用于為質(zhì)量流量控制器、壓力信號調(diào)理器執(zhí)行現(xiàn)場設(shè)備的校準(zhǔn)和調(diào)試功能。GIS控制系統(tǒng)的框架如圖4所示。

ITER采用分層狀態(tài)機(jī)架構(gòu)來集中控制和協(xié)調(diào)近200個工廠系統(tǒng)。在最高層面上，ITER定義了全局運(yùn)行狀態(tài)，包括長期維護(hù)、短期維護(hù)、測試運(yùn)行和等離子體運(yùn)行四種；在ITER控制組層面，采用了公共運(yùn)行狀態(tài)（Common Operational State， COS）狀態(tài)機(jī)，并定義了覆蓋從系統(tǒng)準(zhǔn)備到等離子體脈沖運(yùn)行全過程的一系列狀態(tài)屬性。

而在工廠系統(tǒng)狀態(tài)（Plant System Operational State， PSOS）層面上，每個工廠系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)自己的狀態(tài)機(jī)管理，并與COS屬性建立映射關(guān)系。GIS狀態(tài)機(jī)及其狀態(tài)遷移圖如圖5所示。

在功能執(zhí)行中，GIS的狀態(tài)機(jī)會訂閱過程變量FUEL?FIG：PSOS?OPREQ，并根據(jù)需要執(zhí)行動作和狀態(tài)遷移。同時(shí)，系統(tǒng)會將自身的狀態(tài)信息發(fā)布到過程變量FUEL?FIG：PSOS?OPSTATE，并基于表1執(zhí)行GIS PSOS與COS的映射。通過過程變量FUEL?FIG：COS?OPREQ和FUEL?FIG：COS?OPREQ，實(shí)現(xiàn)與COS的發(fā)布和訂閱功能，過程示意如圖6所示?；谶@樣的方式，在ITER控制組層面（如FUEL）實(shí)現(xiàn)對包括GIS在內(nèi)的工廠系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的統(tǒng)籌管理。

GIS的工廠運(yùn)行狀態(tài)與公共運(yùn)行狀態(tài)的映射如表1所示。

3" 互鎖控制系統(tǒng)

GIS互鎖系統(tǒng)用于執(zhí)行裝置的投資保護(hù)功能A?FUEL?0002，這項(xiàng)功能需要在ITER裝置的運(yùn)行條件不被滿足時(shí)，將GIS強(qiáng)制置于安全狀態(tài)。在安全狀態(tài)下，氣體輸運(yùn)閥門箱和彈丸注入氣體閥門箱中管線上的隔離閥門都將置于關(guān)閉狀態(tài)，從而切斷所有工作氣體對真空室的供應(yīng)，避免由工作氣體產(chǎn)生的進(jìn)一步危害。GIS投資保護(hù)功能的描述見表2。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要在遵循ITER整體互鎖系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分考慮功能的屬性、安全完整性等級以及現(xiàn)場設(shè)備的硬件配置。

在ITER互鎖系統(tǒng)的架構(gòu)下，A?FUEL?0002作為中央互鎖功能（見表2），隸屬于ITER控制組CTRL。GIS互鎖系統(tǒng)作為功能的執(zhí)行單元，將在監(jiān)測到中央互鎖系統(tǒng)的命令后，執(zhí)行相應(yīng)的投資保護(hù)功能，功能框架如圖7所示。

ITER根據(jù)IEC 61508的規(guī)范，針對投資保護(hù)功能失效后造成的經(jīng)濟(jì)損失及危害發(fā)生的概率，對功能的安全完整性等級進(jìn)行了劃分，并給出了相應(yīng)架構(gòu)的參考建議[3，11?13]。A?FUEL?0002功能屬于3IL?2等級[14]，同時(shí)考慮到氣體較慢的響應(yīng)特性，互鎖系統(tǒng)采用了具備失效保護(hù)功能的西門子S7?400過程控制器，并采用了ITER的獨(dú)立（standalone）慢控架構(gòu)，通過Profinet協(xié)議與I/O模塊進(jìn)行連接。同時(shí)，與中央互鎖網(wǎng)絡(luò)（Central Interlock Network， CIN）的接口采用了冗余連接，用于傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)，即A?FUEL?0002執(zhí)行數(shù)據(jù)。對于非關(guān)鍵數(shù)據(jù)（包括設(shè)備信息、重置命令等），則通過工廠運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)上傳到CODAC。系統(tǒng)硬件配置如圖8所示。

鑒于閥門箱的空間結(jié)構(gòu)限制，無法增加額外的閥門[15]，因此采用與常規(guī)控制功能共享執(zhí)行器的方案，共享策略流程如圖9所示。

互鎖系統(tǒng)通過安裝在常規(guī)控制機(jī)柜中符合SIL?3等級的安全繼電器來執(zhí)行投資保護(hù)功能。該配置下，常規(guī)功能的控制回路由互鎖系統(tǒng)進(jìn)行控制，保障了互鎖功能對閥門的優(yōu)先控制權(quán)，同時(shí)閥門選用常閉屬性以確?；芈纷裱О踩瓌t。互鎖系統(tǒng)通過光纖直聯(lián)各控制機(jī)柜，相應(yīng)地簡化了電纜布局。另外，因安全繼電器安裝于常規(guī)控制機(jī)柜中，故控制機(jī)柜采用與互鎖系統(tǒng)相同的冗余供電方案，以保證功能的安全完整性等級。

如圖10所示，GIS互鎖系統(tǒng)程序采用了模塊化的軟件架構(gòu)，不同的功能被分割成獨(dú)立的模塊，便于代碼的組織、維護(hù)、調(diào)試和運(yùn)行等操作。軟件模塊分為面向安全功能的PLC安全程序和非安全功能的PLC常規(guī)程序。對于直接參與執(zhí)行GIS互鎖功能A?FUEL?0002的功能模塊，采用PLC安全程序進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；而常規(guī)控制邏輯則被編碼到標(biāo)準(zhǔn)程序中，兩者之間的數(shù)據(jù)交換和轉(zhuǎn)換通過F模塊進(jìn)行交互。

4" 結(jié)" 語

本文介紹了ITER GIS控制系統(tǒng)的終期設(shè)計(jì)結(jié)果，對其常規(guī)控制系統(tǒng)和互鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相應(yīng)的描述?；贗TER控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和框架，常規(guī)控制系統(tǒng)采用快速控制器架構(gòu)以滿足系統(tǒng)與等離子體控制的實(shí)時(shí)協(xié)同要求，并采用NI cRIO作為可配置的I/O模塊，實(shí)現(xiàn)對裝置各層閥門箱的集中監(jiān)控?；ユi系統(tǒng)則基于中央互鎖功能的屬性及對其功能SIL?2安全完整性等級的需求，采用了冗余的硬件架構(gòu)和容錯體系結(jié)構(gòu)，使用了具備失效保護(hù)功能的西門子S7?400F過程控制器，并采用了與常規(guī)控制系統(tǒng)共享執(zhí)行器的方案以緩解閥門箱的空間限制。文章還相應(yīng)描述了GIS狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)，并展示了系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)遷移圖，以及GIS狀態(tài)機(jī)與公共狀態(tài)機(jī)之間的映射和關(guān)聯(lián)。

參考文獻(xiàn)

[1] JOURNEAUX J Y， JOONEKINDT D， KLOTZ W D， et al. Instrumentation and control standardization in the ITER project [J]. Fusion engineering and design， 2011， 86（6/8）： 1157?1162.

[2] WALLANDER A， ABADIE L， DAVE H， et al. ITER instrumentation and control?Status and plans [J]. Fusion engineering and design， 2010， 85（3/4）： 529?534.

[3] DAVIS W， WALLANDER A， YONEKAWA I. Current status of ITER Iamp;C system as integration begins [J]. Fusion engineering and design， 2016， 112： 788?795.

[4] HUMPHREYS D， FERRON J， PENAFLOR B， et al. Advances in real?time control hardware platforms for ITER relevant fusion experiments [J]. Fusion engineering and design， 2013， 88（11）： 2460?2464.

[5] FERNáNDEZ?HERNANDO J L， DUESO C， COUTO A M， et al. Status and progress of the ITER CODAC distributed control system [J]. Fusion engineering and design， 2019， 146： 1324?1327.

[6] LISTER J B， FARTHING J W， GREENWALD M， et al. The status of ITER CODAC Conceptual design [J]. Fusion engineering and design， 2008， 83（2/3）： 164?169.

[7] LISTER J B， FARTHING J W， GREENWALD M， et al. The ITER CODAC conceptual design [J]. Fusion engineering and design， 2007， 82（5/14）： 1167?1173.

[8] RUAN L， LIU G， XIN J. The data archiving system for ITER CODAC [J]. Fusion engineering and design， 2018， 128： 112?116.

[9] WANG M， LIU G， PENG X. Software technologies of ITER CODAC system [J]. Fusion engineering and design， 2017， 1： 834?838.

[10] LIU G， MAKIJARVI P， PONS N. The ITER CODAC network design [J]. Fusion engineering and design， 2018， 130： 6?10.

[11] SCIBILE L， JOURNEAUX J Y， KLOTZ W D， et al. An overview of the iter interlock and safety systems [EB/OL]. [2023?04?11]. https：//www.semanticscholar.org/.

[12] FERNáNDEZ?HERNANDO J L， CARRILLO D， CIUSA G， et al. The ITER interlock system [J]. Fusion engineering and design， 2018， 129： 104?108.

[13] SHARMA D M， SACHDEV V， JADEJA G， et al. Development of ITER compatible hardware?based interlock system for RF test facility [J]. Fusion engineering and design， 2017， 123： 865?869.

[14] BELL R. IEC 61508： functional safety of electrical/electronic/ programme electronic safety?related systems： overview [C]// Control of Major Accidents amp; Hazards Directive?implications for Electrical amp; Control Engineers. [S.l.]： IEEE， 1999： 10241.

[15] XIA Z W， LI W， LIU X G， et al. Structural design for ITER gas injection system gas fueling gas valve box [J]. Fusion science and technology， 2020， 76： 848?856.