改善HT-6M约束的ZnO压敏电阻边界欧姆加热系统(英文)

提出了利用ZnO压敏电阻设计一个高功率(0.4MW)短电流边界欧姆加热电源系统用于加热边界等离子体,促使欧姆约束状态改善的思想。该系统提供一个方向与等离子体电流方向一致的涡旋电场(E_(EOH)=4.4V/m),给出了在HT-6M托卡马克上利用系统改善了约束的结果。其改善约束的明显特征是(a)密度N_e增加;(b)H_α辐射下降;(c)边界密度涨落和磁扰动下降;(d)边界密度和温度分布变陡。事实上,该系统可广泛应用于进一步研究MHD行为,粒子和能量输运等。     

中国环流器一号装置最近结果(英文)

HL-1(中国环流器一号)已卓有成效地进行了《MHD不稳定性对运行极限参数的影响》、《等离子体改善约束》、《杂质浓度和输运》、《等离子体边缘条件的控制》和《边缘等离子体特性和扰动》等与等离子体约束物理密切相关的重大课题的系统研究。显著提高和改善等离子体约束性能,获得了许多在国际和国内具有自己特色的重要成果。尤其高密度(n_e>5×10~(19)m~(-3))低q(q_1<2.2)好约束(τ_E>30ms)的等离子体的获得,偏压电极诱发的高约束模(H模)和高密度孔阑位形下改善欧姆约束(IOC)放电状态的实现是对国际核聚变研究的重要贡献。1992年又成功地进行了低混杂波电流驱动、弹丸注入(863高技术)及电子回旋共振加热的实验研究,分析了三大技术对约束的影响,结束了HL-1仅用欧姆加热、有感电流驱动和气体加料的历史,使等离子体约束的物理实验研究达到新的水平。     

HL-1M弹丸注入实验中等离子体的约束改善特征和中心磁流体动力学特性研究

在HL-1M实验中,多发弹丸注入到欧姆加热放电中,明显改善了等离子体约束特性。与相同条件下的欧姆加热放电相比,能量约束时间提高了约30％。等离子体约束的改善是因为弹丸注入后在等离子体中心区域形成了高度峰化的密度和压强分布。实验发现弹丸穿透的深度决定了密度和压强分布的峰化程度,而等离子体中心的磁流体力学活性义随着     

中国环流一号装置最近结果

HL-1(中国环流器一号)已卓有成效地进行了《MHD不稳定性对运行极限参数的影响》、《等离子体改善约束》、《杂质浓度和输运》、《等离子体边缘条件的控制》和《边缘等离子体特性和扰动》等与等离子体约束物理密切相关的重大课题的系统研究。显著提高和改善等离子体约束性能,获得了许多在国际和国内具有自己特色的重要成果。尤其高密度(n_e>5×10~9m~(-3))低q(q_L<2.2)好约束(τ_E>30ms)的等离子体的获得,偏压电极诱发的高约束模(H模)和高密度孔阑位形下改善欧姆约束(IOC)放电状态的实现是对国际核聚变研究的重要贡献。1992年又成功地进行了低混杂波电流驱动、弹丸注入(863高技术)及电子回旋共振加热的实验研究,分析了三大技术对约束的影响,结束了HL-1仅用欧姆加热、有感电流驱动和气体加料的历史,使等离子体约束的物理实验研究达到新的水平。     

HL-1M弹丸注入实验中等离子体的约束改善特征和中心磁流体动力学特性研究(英文)

在HL-1M实验中,多发弹丸注入到欧姆加热放电中,明显改善了等离子体约束特性。与相同条件下的欧姆加热放电相比,能量约束时间提高了约30％。等离子体约束的改善是因为弹丸注入后在等离子体中心区域形成了高度峰化的密度和压强分布。实验发现弹丸穿透的深度决定了密度和压强分布的峰化程度,而等离子体中心的磁流体力学活性又随着密度和压强分布的峰化程度的增大而改变。另一方面,等离子体中心磁流体动力学(MHD)活性在限制可达到的中心等离子体压强和决定中心输运特性上起着重要作用,标志着弹丸注入约束改善的峰化的密度、压强分布在出现第一个大锯齿后平化。随着弹丸穿透的加深,芯部区域的压强(密度)梯度变陡,中心MHD活性受到弹丸注入的强烈影响,锯齿崩溃特征有在更高密度、更高压强下时才出现的类理想模的特性,并在崩溃过程中m=1模的发展与一个非常定域的压强扰动耦合。     

HT-6M边界欧姆加热初步实验结果

通过提升HT-6M托卡马克等离子体电流,提高了正常欧姆放电状态下的约束能力。等离子体电流上升率为12MA/s,电流提升后,H_0辐射下降,电子温度分布变陡,电流上升约10％,边界密度在电流提升后迅速增加了50％以上,然后分布逐渐变陡。能量辐射损失减少,其分布变宽。在不同的密度放电过程中,MHD行为出现三种类型,即较强的m=3和m=2的磁扰动变弱;磁扰动转变成锯齿振荡;以及小的快锯齿转变成慢的大锯齿。能量约束时间增加了1.6到1.9倍,粒子约束时间增加了约4倍。文中分析了电流渗透过程并与经典扩散过程进行了比较,所有的实验现象非常类似于L-H模的转变。     

HT-6M边界欧姆加热初步实验结果(英文)

通过提升HT-6M托卡马克等离子体电流,提高了正常欧姆放电状态下的约束能力。等离子体电流上升率为12MA/s,电流提升后,H_α。辐射下降,电子温度分布变陡,电流上升约10％,边界密度在电流提升后迅速增加了50％以上,然后分布逐渐变陡。能量辐射损失减少,其分布变宽。在不同的密度放电过程中,MHD行为出现三种类型,即较强的m=3和m=2的磁扰动变弱;磁扰动转变成锯齿振荡;以及小的快锯齿转变成慢的大锯齿。能量约束时间增加了1.6到1.9倍,粒子约束时间增加了约4倍。文中分析了电流渗透过程并与经典扩散过程进行了比较,所有的实验现象非常类似于L-H模的转变。     

HL-1M装置反磁测量和能量约束特性

详细描述了HL-1M装置反磁磁通测量系统,介绍了各种杂散场的补偿方法和测试结果,以及1995和1996年有关改善能量约束实验的反磁测量结果。比较了相同放电条件下欧姆放电和此类放电的能量约束特性,发现此类放电能量约束时间明显增加,等离子体电流分布剖面发生明显变化,给出了L模能量约束时间随密度的定标关系。     

球形托卡马克装置SUNIST的建立

2002年建成的SUNIST球形托卡马克装置是中国第1台低环径比(R／α≈1．3)的托卡马克装置，具有氟橡胶交叉密封和电绝缘的结构。该装置主要设计参数为：大半径0．3111，小半径0．23m，自然拉长比1.6，截面中心磁场0．15T和等离子体电流50kA。在初步的欧姆加热实验中已得到了等离子体电流为52kA的可重复放电。     

HL—1装置ZLJ等离子体电流波形调节系统的研制与实验

在HL-1装置欧姆加热中使用ZLJ等离子体电流波形调节系统后,实现了典型托卡马克放电波形调节,例如:80kA,450ms长平顶;100kA,200ms上升;200ms平顶以及180kA,400ms慢上升等一系列不同速率慢上升等离子体电流规则波形。介绍了该系统的设计原理和最初实验结果。     

中国环流器新一号(HL-1M)物理设计

中国环流器新一号(HL-1M)是在中国环流器一号(HL-1)基础上升级改造的托卡马克装置。基于当时世界上受控核聚变研究发展的趋势,经过深入研究和广泛的物理技术论证,确立了关于HL-1改造的主要方向,即去掉原有的厚铜壳,改造真空室,并根据等离子体需要改造电源设备,以便于开展较大规模的辅助加热和无感驱动电流研究。HL-1M装置的主要物理目标是开展兆瓦级功率的辅助加热和低混杂波电流驱动研究。此外,还将通过装置的改进,增大等离子体体积,在更高参数下研究欧姆加热等离子体性质,在自己的装置上获得对未来设计托卡马克装置有用的实验数据库,并为下一代更大托卡马克装置(HL-2)的建造积累经验。同时,利用HL-1实验结果外推和托卡马克实验定标关系,以及数值模拟计算和理论分析,详细地设计了HL-1M的欧姆加热和辅助加热等离子体物理参数。     

HL-1装置ZLJ等离子体电流波形调节系统的研制与实验

在HL—1装置欧姆加热中使用ZLJ等离子体电流波形调节系统后,实现了典型托卡马克放电波形调节,例如:80kA,450ms长平顶;100kA,200ms上升;200ms平顶以及180kA,400ms慢上升等一系列不同速率慢上升等离子体电流规则波形。介绍了该系统的设计原理和最初实验结果。     

HL-1M装置LHCD和ECRH实验的边缘流速和电场测量

在聚变装置中等离子体边界条件对整个等离子体约束性能的影响是非常敏感的。L-H模转换机制与边界径向电场E_r,E_r的梯度及极向旋转速度等参数密切相关;同时,边缘等离子体的径向输运与边缘极向电场E_θ的变化有关。在HL-1M装置中利用低杂波(LHW)注入和电子回旋加热(ECRH)实验,观测边缘等离子体流速和电场的径向分布和变化来研究改善约束性能与E_θ,E_r,dE_r/dr及边界涨落的关系。     

托卡马克逃逸电子输运系数的研究

1 对托卡马克逃逸电子的一般介绍 近期,人们对托卡马克中逃逸电子输运的研究十分重视与活跃。从欧姆加热与辅助加热的等离子体中,逃逸约束时间具有反常行为,这与内部的磁场涨落相关;我们利用逃逸电子作为一种试验粒子来诊断托卡马克内部的磁涨落。从约束的环向等离子体中观察到粒子与能量的损失率远比由新纪典输运理论所预言的要大得多,此状态取决于平均等离子体参数与库仑碰撞。若干类型的等离子体湍流提供了附加的等离子体输运。等离子体参数的涨落将通过静电涨落或磁涨落引起输运。该涨落所驱动的径向粒子通量为(1)其中,是扰动角向电场,是扰动电子密度。是     

超声分子束用于聚变等离子体加料

超声分子束注入在中国环流器一号和新一号装置首次采用。与常规送气相比,由于气体粒子注入深化,形成电子密度的峰化和密度极限的提高,并导致约束的改善。欧姆加热等离子体的能量约束时间的线性范围增长到ｎ＾－ｅ＝４×１０＾１９ｍ＾－３,实验结果表明,超声分子束注入是一种先进而简单的气体加料方法。     

HL-1装置在OH和LHCD的反常多卜勒不稳定性(英文)

在HL-1托卡马克装置上,采用不同频率的微波外差接收机测量欧姆放电下和低混杂波驱动下的非热辐射。文章描述了在欧姆放电下,由磁化等离子体波辐射,相对论电子的契伦柯夫辐射,以及非麦氏分布电子的回旋辐射(ECE)所表现出的反常多卜勒不稳定性特征,即主要表现为磁化等离子体波扰动,以及契伦柯夫辐射迅速下降所对应的ECE增加。这种不稳定性是由于电子分布各向异性所引起的,在低混杂波驱动下不稳定性受到抑制,同时等离子体粒子约束得到改善。讨论了反常多卜勒不稳定性被低混杂波驱动所抑制的可能机制以及与等离子体粒子约束改善之间的关系。     

会切装置静电堵漏实验

本文描述了一个静电堵漏会切型等离子体约束系统和实验方法,给出了电子注入、堵漏电极作用,等离子体约束性能实验结果、并对结果进行了必要的分析和讨论。得到的等离子体参数为:密度n=2×10~(10)cm~(-3);寿命τ=2ms;电子温度Te=50eV;等离子体电位φ_p=-68V。证明了密度与磁场的定标关系,堵漏电极的作用是明显和有效的,主要的实验结果与理论相符。 该装置将开展等离子体积累与加热、电势屏蔽、静电堵漏轴对称串级镜端塞的研究。     

托卡马克等离子体能量约束定标律

本文阐述了托卡马克等离子体在欧姆加热、辅助加热（主要是中性粒子束加热）的Ｌ模式和Ｈ模式条件下的能量约束定标律。能量约束定标律主要分为经验的、半经验的和理论的定标律,目前经验的和半经验的能量约束定标律居多．第二部分给出了用于分析经验定标律的基本统计方法;第三部分描述了欧姆加热以及辅助加热Ｌ模式一些主要的经验定标律和理论定标律,并简单分析了这定标律的特点;第四部分给出了Ｈ模式约束的ＩＴＥＲ系列定标律和     

会切装置静电堵漏实验

本文描述了一个静电堵漏会切型等离子体约束系统和实验方法,给出了电子注入、堵漏电极作用,等离子体约束性能实验结果、并对结果进行了必要的分析和讨论。得到的等离子体参数为;密度n=2×10~(10)cm~(-3);寿命τ=2ms;电子温度T_o=50eV;等离子体电位φ_p=-68V。证明了密度与磁场的定标关系,堵漏电极的作用是明显和有效的,主要的实验结果与理论相符。该装置将开展等离子体积累与加热、电势屏蔽、静电堵漏轴对称串级镜端塞的研究。     

中国环流器二号A(HL-2A)装置物理设计

文章是关于中国环流器二号A(HL-2A)装置物理设计的总结报告,包括以下几方面的内容:分析计算等离子体截面变形及由截面拉长引起的垂直不稳定性,提出对HL-2A极向磁场线圈电流和控制系统的要求;研究通过中性束注入加热(NBI)和低混杂波电流驱动(LHCD)实现等离子体剖面控制,模拟并设计HL-2A的高性能的运行模式;分析HL-2A先进约束位形(RS位形)下的磁流体力学不稳定性,为实现高性能模式稳态运行的等离子体控制指出方向;同时,利用数值模拟分析HL-2A偏滤器等离子体性能,为偏滤器的改进提供依据。