EAST辐射偏滤器运行模式下等离子体杂质浓度评估方法

通过在偏滤器区域充入适量氖气（Ne）或氩气（Ar）,东方超环（Experimental Advanced Super-conducting Tokamak,EAST）托卡马克装置实现了辐射偏滤器运行模式。在辐射偏滤器运行模式下,靶板热负荷显著降低,有效缓解了高能粒子流对偏滤器靶板的损伤。但是在偏滤器区域充入过量杂质气体时,杂质粒子会沿着磁力线进入主等离子体,影响主等离子体的约束性能,甚至导致等离子体破裂。因此,有必要研究偏滤器区域等离子体杂质浓度的估算方法,分析充入杂质气体时该区域杂质的定量变化,以此来评估充入的杂质气体对芯部等离子体约束性能的影响。本文针对不同的杂质种类,建立了不同的杂质浓度估算方法。对于钨杂质,通过极紫外光谱（Extreme Ultraviolet Spectroscopy,EUV）诊断系统测量偏滤器区域钨杂质的辐射强度,再根据碰撞-辐射模型对该区域的钨杂质浓度进行了估算。对于Ne杂质,则通过等离子体有效电荷数(Z_eff)的变化进行了Ne杂质浓度估算。基于估算结果,对辐射偏滤器条件下的芯部杂质行为进行了讨论。上述杂质浓度评估方法对开展辐射偏滤器...     

托卡马克装置中减缓偏滤器靶板热流的Ne杂质注入研究进展

托卡马克装置中偏滤器的能量排除一直是磁约束核聚变中最迫切需要解决的关键问题之一,而辐射偏滤器运行模式可以有效降低托卡马克装置中偏滤器靶板的热流和粒子流。本文全面介绍了氖(Ne)作为注入杂质在ASDEX-Upgrade、JET、DⅢ-D、HL-2A、EAST等装置上取得的最新的重要结果,同时总结了Ne等杂质在碳、钨材料偏滤器下的不同表现。钨作为未来聚变装置偏滤器以及第一壁等的材料,有着很大优势,但杂质注入下存在钨杂质溅射及聚芯问题,所以还需进一步探索钨偏滤器与注入杂质的兼容性以满足ITER等装置的要求。