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。     

在低混杂波频率范围大功率微波辅助下实现HT-7托卡马克低环电压启动

在HT－7托卡马克放电实验中，使用N∥谱实时可调，频率在等离子体低混杂波频率范围，功率达150－200kW的大功率微波，辅助托卡马克装置的加热场进行了等离子体放电。在低环电压下实现了托卡马克的成功启动。使用这种方法使HT－7装置的启动环电压由通常的20V左右下降到5V以下。这相当于实现了放电启动的最大加热场副边场强由2.5-3V/m降低到0.6V/m左右。实验还观察到，在这种微波辅助低环电压启动条件下，气体电离过程和等离子体电流建立过程中的伏秒数的消耗，初始等离子体的辐射等一系列不同于单纯欧姆放电过程的物理现象。     

HT-7超导托卡马克上γ辐射的初步研究

尝试了在HT-7托卡马克准稳态等离子体实验平台上，对伽马辐射能谱与通量进行测量与分析。实验中，测量得到了不同放电条件下的伽马辐射能谱和通量的时间演化过程，观测到了丰富的伽马辐射行为。针对欧姆加热、低杂波、离子回旋波、离子伯恩斯坦波、长脉冲等不同放电条件下的伽马辐射行为做了研究，结合其它相关诊断数据，给出了初步的分析结果。     

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。     

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。     

在DⅢ—D上利用离轴电子回旋电流驱动改善电流分布

在DⅢ-D托卡马克上已测得因电子回旋波吸收而产生的局域非感应电流。从利用动态斯塔克效应光谱学测得的内磁场可看到非感应电流的清晰迹象。通过比较有和没有电子回旋波功率的情况下的总放电电流分布与欧姆放电电流分布，估算了非感应电流的大小和位置，在磁轴附近测得的电流与福克-普朗克计算是一致的，但是当电流驱动的位置移到1/2半径处时电流则超过了预计的值。     

Tore Supra上非感应电流分布的确定

产生稳态非感应放电是Tore Supra首要目标之一。在此托卡马克上，分别用快波电子加热（FWEH）和低混杂电流驱动以可重现方式实现了各种类型的放电。在第一种情形中，用5MW的FWEH功率获得了50%的自举电流。在第二种情形下，电流由3MW的LH功率产生并持续几乎两分钟。用取决于时间顺序平衡和平行传导率预测的实验方法确定这些情形下的非感应电流密度分布。用这种方法，自举电流预测是有效的。然后用射频和电流驱动加热确定改善的约束状态下的不同类型的非感应电流分布是可能的。     

HT-7 超导托卡马克上辐射剂量测量与分析

HT-7超导托卡马克是我国正在运行中的中型准稳态磁约束聚变实验研究装置,运行时产生一个复杂的瞬发混合辐射场。本文介绍了该装置上中子辐射剂量率的测量方法以及在欧姆、波辅助加热、长脉冲等放电模式下的剂量率特点,并且给出了X与7射线的总辐射剂量测量方法和分析结果。在严格遵守安全操作规程的前提下,目前的等离子体物理实验对人员产生的总辐射剂量低于国家辐射安全标准的规定。     

剩余电场在低混杂波电流驱动中的效应

本文考虑了在等离子体中的低混杂波的动力过程,对剩余电场在低混杂波电流驱动中的效应进行了研究,增大剩余电场,可使波驱动的电流增强,但波消耗的功率增大更多,因此电流驱动的效率是随着剩余电场的增大而减小的。     

剩余电场在低混杂波电流驱动中的效应

本文考虑了在等离子体中的低混杂波的动力过程,对剩余电场在低混杂波电流驱动中的效应进行了研究,增大剩余电场,可使波驱动的电流增强,但波消耗的功率增大更多,因此电流驱动的效率是随着剩余电场的增大而减小的。     

SUNIST球形托卡马克的研究进展

球形托卡马克为聚变能的商业应用提供了一条可能的途径。中国联合球形托卡马克SUNIST以真空室的环向和极向都有绝缘隔缝为结构特征。该装置的主要任务是研究低环径比等离子体的基本特性和等离子体的非感应加热与电流驱动。包括同轴磁螺旋性注入电流启动、电极放电辅助电子回旋波电流启动、电子伯恩斯坦波以及离子高次谐波快波加热与电流驱动。装置已经顺利组装完毕,并安装了磁测量、静电探针和软X射线等基本的诊断系统。目前正处于系统联调阶段。     

EAST在不同加热模式下的辐射响应研究

利用EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)上的在线辐射剂量监测系统,对氘氘等离子体实验期间各种加热模式下装置主机厅内中子、γ剂量进行测量。对比分析了欧姆加热、低杂波加热、中性束注入加热,以及中性束与射频波协同加热实验时的中子、γ辐射强度随时间演化的规律。结果显示:在纯欧姆加热模式,辐射剂量主要来源于逃逸电子轫致辐射产生的高能γ(X)射线和光中子;低杂波辅助加热时,通常会出现环电压下降的现象,离子温度和聚变反应率提高有限,而逃逸电子产生的韧致辐射却被有效抑制,使得总体辐射剂量水平反而低于纯欧姆加热模式;中性束注入加热时,束靶反应使得中子产额提高2～3个数量级,聚变中子以及中子与周围物质核反应产生的γ射线成为辐射剂量的主要来源。通过统计归纳得到在中性束注入加热时,中子周围剂量当量与γ周围剂量当量存在近似的线性关系。该线性关系对于中性束与各种射频波协同加热实验时,中子、γ射线来源于多种途径的情形并不完全适用。     

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     

测量乙醇体系中~(32)P的契伦柯夫辐射及具测量效率的改进

通常在水溶液体系中利用液体闪烁计数器来探测契伦柯夫辐射,具有无化学淬灭、成本低等优点。但是,水中的契伦柯夫辐射测量效率低,使用普通光电倍增管的仪器效率只有31％。契伦柯夫辐射的测量效率与被测核素能量大小有关,又与体系的折光率有关,增大测量体系的折光率也是提高测量效率的一条途径。乙醇体系较水体系有较高的折光率,且~(32)P在乙醇体系中的测量对生物医学是非常有用的。例如~(32)P标记的核苷酸大部分是醇介质,可直接用此法测强度;由于乙醇易于用化学法除去,对于生物医学实验中需转换体系的样品也是合适的,临床医学的许多样品亦可直接溶解于乙醇中测量,而不必转为固相再用计数管测量。本文叙述了~(32)P在乙醇体系中契伦柯夫测量的一般条件和化学淬灭、颜色淬灭对测量效率的影响;乙醇体系内加入微量闪烁液,可提高测量效率,并基本保持体系不受化学淬灭的影响,最后对这种提高效率作用的机制作了一些探讨。     

托卡马克中离子回旋频率范围内快波电流驱动的研究

在现在和未来的先进托卡马克装置中,离子回旋频率范围内的快波电流驱动都是一种不可或缺的非感应电流驱动方式。本文利用全波方程得到波电场和磁场分布,代入扩散系数并求解Fokker-Planck方程,采用自行编写的程序对快波在等离子体中的电子吸收功率和驱动电流等物理量进行数值求解。初步研究了快波频率和等离子体温度对电子吸收功率及电流驱动效率的影响,结果显示快波能传播到托卡马克等离子体的中心区域并被电子吸收;快波频率对电子吸收快波功率有显著的影响,在70～100 MHz波频率范围内电子对快波吸收效果较好,能有效驱动电流;另外在该频段内随着等离子体温度的升高,电子吸收效果变差。     

全超导托卡马克装置欧姆放电逃逸电子行为研究

电子发生逃逸在托卡马克等离子体中是较常见的现象,特别是在等离子体破裂阶段,会产生大量的逃逸电子。本工作利用硬X射线监测系统,并结合其它相关诊断系统研究世界上第1个运行的全超导托卡马克（EAST）装置在欧姆放电的不同阶段逃逸电子的行为。研究结果表明：在欧姆放电起始阶段,逃逸电子的初级产生过程占主导地位。随着放电的进行,逃逸电子的次级雪崩过程逐渐增长,在放电后期一直到等离子体破裂阶段,雪崩过程将占据主导地位。等离子体破裂后,因存在较高的环电压而产生了高能逃逸电子拖尾。     

用主动控制压力分布实现现JET准稳态内输运垒运行

在JET托卡马克内钻运垒(ITB)情况下已实现了准稳态运行，其放电时间只受到装置制约的限制。在整个高性能阶段使用低混杂电流驱动获得了全电流驱动，分别用中性束和离子回旋波实现了对总压力和电子温度分布的首次反馈控制。虽然杂质累积在稳态ITB中可能是一个问题，但是这些实验会产生解决这个问题的一些方法。     

JT—60U的非感应电流驱动实验

本文叙述在ＪＴ－６０Ｕ用低温杂波和中性束的非感应电流驱动实验，而着重于电流分布控制。用ＬＨ多结型发射器定相和１．５ｓ、３ＭＷＬＨ波时等离子体内电感Ｌｉ相对于欧姆值或者增加０．０４，或者减小０．１３。在这基本实验的基础上，用ＮＧ注入的靶等离子体内电感是受ＬＨ电流驱动逐炮控制的。     

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。     

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。