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     

5×1024×10高速核辐射能谱获取系统研制

在磁约束聚变实验装置的物理实验中，为了测量高温等离子体箱射的某特定能量区域的X射线或其他核箱射能谱的时、空分布，需要在托卡马克的板向和环向方向布置多台X射线探测器，每次放电可同时获得数十个能谱，为了不牺牲能谱中的重要信息(如线辐射)．以及能量分辨的需要，要求每个能谱有1024道，每个谱采集的时间分为：40、80、160、240ms，可自由设定，每道容量16位，每次放电可同时获得50个能谱，可扩展到80个能谱。     

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。     

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。     

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。     

SWIP-RFP装置等离子体环电压和电流测量(英文)

介绍SWIP-RFP装置等离子体环电压和环电流的测量方法和测量结果。对RFP环电压模型也作了初步分析,实验中采用单匝线圈测量的环电压很大程度地取决于外电路的电流,这一电压中存在一感应分量,即使考虑了测量环电压的感应分量,RFP等离子体的环电压也要大于环形磁约束系统等离子体的经典电阻环电压,这是反场箍缩等离子体螺旋量守恒的一个重要课题。对与环电压有关的电磁特性也作了一定研究。测量结果表明,SWIP-RFP装置的等离子体电流一般大于60kA,在较好的放电条件下,等离子体电流可以驱动到100kA,等离子体电流最大值时刻的单匝线圈测量的环电压约为250V。这样的结果与其它方式的估算是相对应的。测量结果还揭示了RFP装置大的等离子体电流密度和异常的环电压的存在。     

HL-1M等离子体加料密度特性

等离子体加料和密度控制是磁约束核聚变基本研究内容之一。HL-1M实验装置用8发PI系统与SMBI和GP组成联合加料系统,以它们相互配合进行了一系列放电实验,取得了丰硕的成果,本文就等离子体电子密度、改善约束特性与燃料粒子注入深度、放电装置器壁再循环的关系等结果作一介绍。     

JET D—T偏滤器等离子体的结果

本文介绍了ＪＥＴＤ－Ｔ阶段首批获得的最新结果，重点放在将条件仔细调节到类似于ＩＴＥＲ所要求的条件上。在有１００％的氚注入的大约２０次放电中，实现了壁负载从１００％氚向９０％的氚的转变。发现Ｈ模式阈功率与同位素质量成反比，而在无ＥＬＭ或ＥＬＭｙＨ模式放电中全域能量约束时间与质量几科有关，初步结果与全域能量约束时间的回旋博姆物理公式一致，这种公式有弱的负质量关系，但密度关系比ＩＴＥＲＨ９３－Ｐ公式更经     

SWIP-RFP装置等离子体环电压和电流测量

介绍SWIP-RFP装置等离子体环电压和环电流的测量方法和测量结果。对RFP环电压模型也作了初步分析,实验中采用单匝线圈测量的环电压很大程度地取决于外电路的电流,这一电压中存在一感应分量,即使考虑了测量环电压的感应分量,RFP等离子体的环电压也要大于环形磁约束系统等离子体的经典电阻环电压,这是反场箍缩等离子体螺旋量     

在JT—60U高βp放电中q=3磁面上的内输运位垒和极向等离…

在ＪＴ－６０Ｕ托卡马克的高βｐ放电中，伴随着改善约束，观测到内输运位垒的自然形成。发现输运位垒的径向位置是在ｑ＝３磁面上。定域于输运位垒的一个快磁流体动力学事件引起边缘位垒随后形成，此位垒导致约束进一步改善。在这些放电中，在ｒ／ａ＝０．８处也观测到明显超过现在的新经典理论预言的高极向等离子体旋转速度。     

用于AMS测量的充气磁谱飞行时间探测技术

为进一步提高AMS测量中同量异位素的鉴别能力,中国原子能科学研究院的加速器质谱小组首次提出并建立了充气磁谱飞行时间（GFM-TOF）这一新型的同量异位素鉴别方法,其原理示于图1。充气磁谱飞行时间探测器将充气磁谱法与充气飞行时间方法相结合,对同量异位素不仅从位置、能量上鉴别,而且从飞行时间上鉴别,从而实现更高的测量灵敏度。     

低杂波电流驱动下HT-7超导托卡马克等离子体硬X射线辐射研究

用７个ＮａＩ（Ｔｌ）闪烁探测器组成的阵列观测能量范围在２０－５００ｋｅＶ,来自ＨＴ－７托卡马克等离子体的硬Ｘ射线轫致辐射。实验结果显示,硬Ｘ射线的径向辐射强度分布与低杂波的功率谱和等离子体的密度及磁志强度等放电参数密切相关。通过测量不同放电参数下硬Ｘ射线的径向强度分布,研究低杂波在等离子体中传播和吸收机制。     

托卡马克聚变反应堆的进展情况

最近10年来,托卡马克磁约束聚变反应堆技术已取得了长足的进展。中心离子温度现已达35keV(约为4亿 K),比1981年提高了4倍。在最近的10年里,强加热等离子体的能量约束时间由0.02秒增加到1.4秒,等     

HL-1装置初步实验研究

HL-1装置在纵向磁场2.3T下运行,获得了135kA平衡稳定等离子体(平顶时间150ms)。电子温度500eV,电子密度2.5×10~(13)cm~(-3),能量约束时间10ms,有效电荷数小于3,最低稳定运行安全因子2.5。实验表明,纵场杂散分量仅约纵场的万分之一,导体壳和平衡场基本上能保证等离子体的平衡。放电延续时间可长达1.04s。在对MHD稳定性进行大量观测的基础上,确定了稳定运行区域;极限密度符合Murakami定标律。在现有的欧姆加热条件下,能量约束时间服从Alcator C定标律。本文对实验结果进行了综合分析讨论。     

HL-l装置初步实验研究

HL-1装置在纵向磁场2.3T下运行,获得了135kA平衡稳定等离子体(平顶时间150ms)。电子温度500eV,电子密度2.5×10~(13)cm~(-3),能量约束时间10ms,有效电荷数小于3,最低稳定运行安全因子2.5。实验表明,纵场杂散分量仅约纵场的万分之一,导体壳和平衡场基本上能保证等离子体的平衡。放电延续时间可长达1.04s。在对MHD稳定性进行大量观测的基础上,确定了稳定运行区域;极限密度符合Murakami定标律。在现有的欧姆加热条件下,能量约束时间服从Alcator C定标律。 本文对实验结果进行了综合分析讨论。     

JT—60U全非感应电流驱动系统下具有大自举电流份额的准稳态高约束反剪切等离子体

在JT－60U托卡马克上首次获得了具有大自举电流份额（约80％）的准稳态反剪切等离子体。反剪切区的收缩受到内输运垒（ITB）层峰化的自举电流的抑制，并且ITBs在大半径处得以维持，它们与H模边缘坪顶结合，结果导致了高约束或2.2或H模定标持续了6倍能量约束时间或2.7s。另外，实现了自举电流和束驱动电流的全非感应电流驱动。     

反冲质子磁分析技术的研究进展

反冲质子磁分析技术作为探测聚变中子能谱的新技术,具有能量分辨率和信噪比高的优点,适合混合干扰和宽量程中子注量率条件下的测量,已经成为聚变装置中子诊断的重要手段.介绍了国际上几个大科学装置研制的反冲质子磁分析谱仪和实验结果,磁质子反冲谱仪(MPR),磁分析系统使用两块分离的电磁铁,能量分辨率达2.5％;磁反冲谱仪(MRS...     

用电子回旋加热和电流驱动长脉冲改善TCV托卡马克的中心电子约束

通过用电子回旋加热（ECH）和电流驱动（ECCD）调整电流分布来改善TCV托卡马克的中心电子能量约束。单靠轴上反向ECCD仅以瞬变方式可实现上述目标。用致稳磁流体动力学模的离轴ECH两步步骤和产生平的或反转的电流分布的轴上反向ECCD来获得稳定工况。这种中心温度高达9keV(归一化βN-0.6时）的高约束状态已持续了整个加热脉冲持续时间，或200倍于电子能量约束时间和5倍于电流再分布时间。     

JET中的内部输运垒放电及其对边缘条件的灵敏度

几次JET实验致力于研究具有内部输运垒（ITB）的稳态放电，ITB形成于放电电流的上升阶段，放电是在芯部具有低磁剪切[=r/q(dq/dr)]和附加的高加热功率条件下进行，为了得到在高压力峰值下稳定性与破裂的关系，这在ITB放电中是典型的，可以加宽在等离子体边缘有H模输垒的压力分布。但是，由于在ITB处旋转剪切和压力梯度的减小，无ELM H模期间边缘压力的大幅增大削弱了ITB。另外，H模阶段I型ELM活性导致JET中现有输入功率（达28MW）时ITB的崩塌，通过控制输入功率减小芯部压力以及利用氩气剂量控制等离子体的边缘压力，获得了最佳ITB放电，在大约30％－40％Greenwald密度的线平均密度下，这些放电达到了H97约束增强因子（τE／τE.ITER97,定标）为1．2－1．6时若干能量约束时间（τE）的稳态条件，利用添加的氘气剂量或浅弹丸加料增大密度导致了ITB削弱，为了维持高密度下的ITB，应在等离子体边缘保持Ⅲ型ELMS，给出未来JET实验的范围。     

托卡马克等离子体粒子输运方程的半解析研究

粒子约束和输运特性的研究是磁约束聚变物理研究最基本的和最重要的课题之一。大量实验表明粒子约束好坏不仅直接影响等离子体储能,而直接与总体能量约束时间有关,而且粒子密度的剖面分布与约束模式有内在的联系。这里的粒子除工作粒子(一般指氢、氘)外,也包括杂质。文献[1]对杂质输运方程的一般特性进行了系统研究,本文将该文所述方法