HL-1装置在OH和LHCD的反常多卜勒不稳定性

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     

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。     

HL-1M装置锁模不稳定性研究

在大型托卡马克装置中,各种线圈安装的微小偏差将会引起严重的误差场不稳定性,导致锁模类大破裂,因此,锁模不稳定性是研究误差场不稳定性的基础。本文分析了HL-1M装置锁模不稳定性的产生条件及其特点,并提出抑制锁模不稳定性的参考建议。     

利用真空紫外光谱研究HL-1装置杂质浓度(英文)

叙述了利用真空紫外光谱确定HL-1装置杂质浓度的方法,详细报告了用于解释光谱测量的杂质输运模型SITCODE。此模型可以计算各个电离态杂质的密度分布以及由杂质引起的电离,轫致辐射和激发等形式的能量损失,该模型是一维的结合新经典与反常输运的杂质输运模型,用模拟的线强度获得了氧的浓度并估计了氧杂质引起的辐射功率,较了不同电子温度和不同反常扩散系数的氧离子密度的径向分布。基于SITCODE,开发了一种杂质浓度的快速分析方法,在每次放电后利用测量的OⅥ103.2nm。线强度可计算出氧浓度,实现杂质浓度的实时分析。对HL-1托卡马克在不同放电情况下杂质浓度进行了测量,且对杂质输运情况进行了研究。     

HL-2A装置LHCD的运行区域与驱动电流分布控制

本文利用低杂波电流驱动(LHCD)的理论和实验结果,讨论了电流驱动效率和电流分布控制与等离子体参量及入射波谱的关系,强调了波传播在确定功率沉积分布区域中的作用,并讨论了控制电流密度分布的方法,探索在HL-2A装置上实现中心负磁剪切位形的可能性。 早在80年代,实验和理论研究就奠定了低杂波电流驱动(LHCD)的物理基础。在理论上,利用射线追踪技术和Fokker-Planck方程的不     

HL-1M托卡马克的原位硅化和锂涂层及其去除(英文)

分别用硅烷(SiH_4)加氦(He)的混合气体直流辉光放电和在He辉光放电中蒸发锂对HL-1M托卡马克内壁进行了硅化和锂涂覆。在这种壁处理后的托卡马克放电中,杂质和辐射功率损失一般比硼化后更低,出现了强烈的壁抽气效应和低氢再循环特性。这些优异的壁条件导致了多发弹丸注入、低混杂波电流驱动(LHCD)和长脉冲放电等物理实验的重大进展。实验表明:这些涂层可以用氢加氦直流辉光放电清洗掉。     

HL-1M欧姆加热等离子体实验的初步分析(英文)

介绍了中国环流器新一号(HL-1M)托卡马克装置及其诊断、数据采集与处理系统,并对有关气体再循环、等离子体平衡与稳定性的实验结果进行了初步分析和讨论。该装置现已获得I_P=322kA,q<2.5,(?)=6×10~(13)cm~(-3):T_e(0)>1keV,T_i(0)>0.5keV和τ_E≈10ms的平衡稳定等离子体。     

粒子横向漂移引起的反常输运(英文)

分析了在磁面遭到磁场的随机破坏的系统中,粒子横向漂移引起的反常输运。在各态历经区,粒子的运动方程可以写成朗之万方程的形式,横向扩散系数D_⊥可以应用福克-普朗克模型得到。当与准线性近似利用磁力线扩散所导出的D_⊥比较时,用上述方法得到的D_⊥与之有着相似的形式和相同的量级。两个D_⊥正好互相补充,而且,仅当把它们合并时,才是完整的结果。     

多道微波干涉仪在HL-1装置上的等离子体电子密度测量

由两道8mm波段,一道4mm和一道2mm波段组成的四道微波干涉仪已经用在HL-1装置的等离子体电子密度测量上。2mm微波干涉仪测到了接近5×10~(13)(cm~(-3))的平均电子密度。在多道微波干涉仪的可测密度范围内,我们测得了HL-1装置等离子体小圆截面上的电子密度分布。利用微机进行数据处理的工作也取得了可喜的进展。     

多道微波干涉仪在HL-1装置上的等离子体电子密度测量

由两道8mm波段,一道4mm和一道2mm波段组成的四道微波干涉仪已经用在HL-1装置的等离子体电子密度测量上。2mm微波干涉仪测到了接近5×10~(13)(cm~(-3))的平均电子密度。在多道微波干涉仪的可测密度范围内,我们测得了HL-1装置等离子体小圆截面上的电子密度分布。利用微机进行数据处理的工作也取得了可喜的进展。     

磁扰动引起的托卡马克中的反常输运(英文)

随机场区的磁力线分布几率可从刘维方程得到,用它可以求任何与磁场有关的物理量的平均。发展了一种计算磁扰动对反常输运的贡献的方法,在一定条件下,动量方程可化为郎之万方程,流体元可看成做布郎运动的巨分子,从而可用统计学方法得到迁移几率和扩散系数。结果指出,磁扰动引起的反常扩散大于同样条件下的经典扩散,远小于玻姆扩散。在超高温下(T>8keV),磁扰动对反常输运的贡献很小。托卡马克的几何因子R,α也对反常输运有影响。     

无碰撞捕获离子温度梯度不稳定性(英文)

保留捕获离子平行可压缩性,研究了本征频率接近离子弹跳频率的静电无碰撞捕获离子温度梯度不稳定性。结果表明不稳定性的本征模存在于整个参数凸范围。在相对短波长范围(k_θρ_i>>ε_(Ti)~(1/4),只存在一个局部不稳定的平板模分支。在相对长波长极限下(k_θρ_i<<ε_(Ti)~(1/4)),发现了非局部的不稳定的环形分支和平板分支。对这些不稳定模的本征频率,传播特性和本征模结构也进行了详细地解析和数值研究,解析分析和数值计算结果符合得很好。     

HL-2A中中性束注入建立的反磁剪切位形的MHD不稳定性(英文)

利用 TRANSP code 模拟 HL-2A 托卡马克的反磁剪切运行,将2.5 MW 的中性束注入到密度分布逐渐峰化的靶等离子体中,随着等离子体 β 值的增高,形成了持续的反磁剪切位形。这类反磁剪切位形的极小 q 值(qmin)位于 rmin/a≈0.3 处并逐步从 qmin>3.0 向 qmin<2.0 演化,它们的特征是异常峰化的压强分布和非常强的中心负磁剪切。在建立了自洽的反磁剪切位形后,分析了它们的磁流体力学稳定性,这些分析包括理想的低 n 模 MHD,气球模和电阻交换模不稳定性。研究结果表明,在剪切反转点附近的低磁剪切区域产生了不稳定的低 n 模,说明这类不稳定模是压强驱动的。对本征扰动位移进行了 Fourier 分析,在 nqmin>4.0 的情况下,径向扰动位移的 Fourier 谐量是 m=1, 2, 3, 4。而且不稳定性增长率随环向模 n 的变化是振荡的,显示具有 infernal mode的特征。对于电阻交换模不稳定性,我们在中心负磁剪切区对不稳定性判据进行ε(反环径比)展开,结果显示该区域相当大的压强梯度驱动电阻交换模不稳定,但不稳定窗口只扩展到 rmin/a≈0.2,并不覆盖发生 low-n modes 不稳定性的低磁剪切区域。     

HL-1装置主机的工程调试

本文叙述了HL-1装置主机在工程调试和等离子体放电中所涉及的主要技术问题。文中详述了场形和变压器芯柱伏秒数的一些测量结果,并阐述了主机的工作状况和一些技术性能。目前该装置正在B_t=2.3T,I_p=135kA参数下进行。运行情况表明:HL-1装置主机有着较好的技术性能,基本上满足了物理实验的要求。     

HL-1装置主机的工程调试

本文叙述了HL-1装置主机在工程调试和等离子体放电中所涉及的主要技术问题。文中详述了场形和变压器芯柱伏秒数的一些测量结果,并阐述了主机的工作状况和一些技术性能。目前该装置正在B_t=2.3T,I_p=135kA参数下进行。运行情况表明:HL-1装置主机有着较好的技术性能,基本上满足了物理实验的要求。     

HL-1托卡马克低混杂波电流驱动实验计算机模拟研究(英文)

在完整的Bonoli-Englade模拟模型基础上,编制了一组即适合用于稳态,又适用于准稳态低混杂波电流驱动(LHCD)的模拟计算代码。它包括平衡计算,环形射线追踪和福克-普朗克计算。其中采用了Shafranov平衡位形和热等离子体波色散关系。福克-普朗克计算考虑了由Pitch角散射引起高垂直温度造成的二维效应,同时还考虑了相对论效应。代码能重复以往文献显示的结果。结合阵列天线计算代码,完成了真实低混杂波功率注入时LHCD的静态模拟(未包括场演化、输运过程),获得波传播、功率沉积、驱动电流和电流驱动效率等LHCD主要宏观、微观物理量。文中给出了与HL-1LHCD实验相关的计算结果。对AlcatorC和HL-1装置计算结果表明,模拟结果与实验结果一致。所得数值模拟结果有助于LHCD物理的理解和实验结果的分析。对于提高LHCD效率具有重要意义。     

HL-1M装置的微机送气系统

托卡马克放电不仅要求良好的装置和器壁条件,而且还要求准确的送气动态量。不同实验条件要求不同的送气方式和送气量,其大小是由控制系统的脉冲宽度、间隔时间等因素决定的。因此,需要有一个可靠、灵活、准确和稳定重复的自动送气系统替代手动的脉冲控制器。为了满足不同物理实验和放电参数对电子密度的要求,研制了HL-1M装置的微机程序送气系统。经过3年来的运行,实践证明系统的性能良好,保证了众多物理实验的顺利开展。     

HL-1M装置的密度极限分析

HL-1M装置自1995年完成工程调试,已进行了4年物理实验。在进行壁处理条件、高效送料技术和射频波电流驱动研究的同时,也逐年拓宽了HL-1M装置的运行范围和品质参数。图1是HL-1M装置运行区域的Hugill图。HL-1M比HL-1向更高密度的运行区域扩展,其H值由6.9×X10~(19)     

HL-1装置欧姆加热供电系统的研制

HL-1装置(即中国环流器一号)的欧姆加热供电系统,采用了一种新型的供电线路。它用电容放电建立强功率脉冲的前沿,通过机组和电感贮能作用维持长脉冲平顶的供电,平顶持续时间长达2s以上。本文介绍了此电路的原理和技术特点,给出了主要设备参数,通过HL-1装置的调试和初步实验,对该供电线路的应用效果,进行了讨论和评价。     

HL-1装置欧姆加热供电系统的研制

HL—1装置(即中国环流器一号)的欧姆加热供电系统,采用了一种新型的供电线路。它用电容放电建立强功率脉冲的前沿,通过机组和电感贮能作用维持长脉冲平顶的供电,平顶持续时间长达2s以上。本文介绍了此电路的原理和技术特点,给出了主要设备参数,通过HL-1装置的调试和初步实验,对该供电线路的应用效果,进行了讨论和评价。