应用高速CCD诊断研究HT-7装置边界等离子体旋转

在HT-7装置上建立了一套高速CCD可见光成像诊断,测量了边界等离子体的可见光辐射成像。在HT-7装置放电中,首次观察到在等离子体边界区域存在一条极向旋转的可见光辐射带,由CCD诊断系统得到其极向旋转的频率为858Hz。根据多道H_α阵列测量得到极向旋转频率为952Hz。多道磁探针信号测量发现,等离子体内部存在m/n=3/1的电磁模,该模的旋转频率为972Hz。从电子回旋辐射诊断系统得到的电子温度剖面发现该模的磁岛宽度约为2.5cm。     

HT-7装置电子回旋辐射系统接收天线改进

为了提高HT-7装置上等离子体电子回旋辐射(ECE)超外差诊断系统的极向分辨率,根据高斯光学原理,分析了诊断系统天线的改进方案。优化了天线的圆形角锥喇叭尺寸和凸透镜参数以及在装置上的相对位置,使天线接收到的等离子体ECE异常模二次谐波辐射的高斯光束束半径只有30mm左右,能量的高斯光学性质损失不大于13%。     

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为了提高HT-7装置上等离子体电子回旋辐射(ECE)超外差诊断系统的极向分辨率,根据高斯光学原理,分析了诊断系统天线的改进方案。优化了天线的圆形角锥喇叭尺寸和凸透镜参数以及在装置上的相对位置,使天线接收到的等离子体ECE异常模二次谐波辐射的高斯光束束半径只有30mm左右,能量的高斯光学性质损失不大于13%。     

用于等离子体相干模式自动识别的谱聚类算法实现

高约束模式对改善等离子体约束有着重要意义,但目前主要依赖人工进行模式识别,其效率低、成本高,导致核聚变装置中大量的诊断数据没有得到充分分析.为了解决这个问题,本文将机器学习中的谱聚类算法应用到EAST托卡马克装置上的电子回旋辐射成像、一维诊断系统电子回旋辐射计、磁探针、软X射线和快辐射等不同诊断系统的数据上,在时域及频域上识别出了锯齿模,验证了谱聚类方法的迁移性及准确性,解决了监督学习在数据处理上迁移性差以及需要依赖大量标签数据的问题.此外,本文实现了特定模式的筛选;最后利用电子回旋辐射成像及磁探针数据发现了一种可能的新模式,为新模式探索提供了一种新思路.     

托卡马克装置中等离子体环向旋转对三维响应场的影响

本文利用MARS-F程序,数值研究了HL-2M托卡马克装置高比压等离子体中,环向旋转对外加共振磁扰动场的响应特性的影响.研究发现,等离子体响应显著改变共振磁扰动的谱分布,并影响等离子体内部共振磁扰动场与共振磁扰动线圈电流相位差的依赖关系,从而改变有理面处径向扰动场的幅值.当边界旋转频率较小时,在最外有理面处,等离子体响应对外加共振磁扰动场有明显的放大效应.通常,边缘局域模的控制效果依赖于最外有理面处共振磁扰动场的幅度,因此可通过控制旋转剖面实现对共振磁扰动场的调控,进而优化边缘局域模的控制方案.     

HT-7电子加热实验的软X射线能谱诊断

介绍了HT-7装置上软X射线能谱诊断系统,用软X射线能谱对HT-7托卡马克上电子温度进行了测量。在离子伯恩斯坦波和低杂波协同实验中,观察到了对等离子体的较好的加热效果。     

EAST 装置电子回旋辐射二维成像系统的屏蔽优化

介绍了EAST 装置上的384 道(极向24 道径向16 道)的外差混频式电子回旋辐射成像诊断系统及其在EAST 及其复杂的电磁环境中的运行情况。在低杂波电流驱动期间,高灵敏度的电子回旋辐射成像系统受到严重干扰以至于无法提供正确的实验数据。通过优化系统各模块的接地、外加多层铜网屏蔽等措施,使得ECEI 系统屏蔽效能与改善之前相比提高了40dB,基本保障了EAST 装置上电子回旋辐射成像诊断的正常工作。     

HL-2A 装置可见光诊断方法初探

等离子体H_α 径向分布的测量是等离子体实验中的重要内容。在HL- 2A 实验中, 等离子体成像系统中的CCD 图片记录了等离子体辐射信息, 特别是H_α  线辐射信息( 在相机前加H_α 滤光片) 。因为光测量是辐射的线积分, 数据的处理和分析显得十分必要的。利用等离子体可见光成像系统, 采用Abel 变换, 得到H_α  在HL- 2A 装置中的径向分布, 提供了一项可靠的测量手段。     

EAST装置上W波段多道极向相关反射仪的研制

在EAST装置上安装了X模极化W波段多道相关反射仪，用于测量等离子体芯部密度涨落。该诊断利用低损耗(<3dB)多工器将4个不同频率(79.2GHz，85.2GHz，91.8GHz和96GHz)的微波耦合在一起，通过同一个天线发射。反射波由两个极向分离(~5cm)的天线接收，通过下变频技术实现外差测量。通过对两个极向天线接收的信号进行相关分析，获得芯部湍流垂直速度。对2018年低约束模式(L模)放电进行分析发现，在电子回旋共振加热(ECRH)等离子体中，芯部湍流垂直速度在电子逆磁漂移方向。而在注入同向中性束(co-NBI)后，芯部湍流垂直速度变为离子逆磁漂移方向。     

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介绍了EAST装置上的384道(极向24道径向16道)的外差混频式电子回旋辐射成像诊断系统及其在EAST及其复杂的电磁环境中的运行情况。在低杂波电流驱动期间,高灵敏度的电子回旋辐射成像系统受到严重干扰以至于无法提供正确的实验数据。通过优化系统各模块的接地、外加多层铜网屏蔽等措施,使得ECEI系统屏蔽效能与改善之前相比提高了40dB,基本保障了EAST装置上电子回旋辐射成像诊断的正常工作。     

快速扫描气动式静电探针测量系统

介绍了一种可以对等离子体进行快速扫描的新型气动式静电探针诊断系统,该系统由气动传送杆和一组四探针阵列组成。结合相应的数据采集和分析手段,能够在一次放电中得到边缘等离子体的电子温度Te、电子密度ne以及它们的涨落T^-e/Te、n^-e/ne等参量的径向分布。     

Application of Zernicke polynomials on HT-7 tomography

Zernicke polynomials method was first used in HT-7 tomography. Combining the characteristics of the soft X-ray imaging system in HT-7 tokamak, some of the technical consideration in applicating the tomography method are reported in this Letter. Through analyzing experimental soft X-ray data of a typical discharge with m=1 mode superimposed on sawtooth, it is shown that in the mid-mode and precursor phases, the central magnetic surface structure is composed of a hot core and a small magnetic island. In the crash phase, the hot core is obviously pushed outside and evolves into a crescent. The magnetic island is large. In addition, we compared the reconstructions obtained with Zernicke polynomials method and the Fourier-Bessel expansion method. The comparison result shows that as the magnetic island is large, Zernicke polynomials method seems more suitable to reconstruct the central plasma emissivity distribution on HT-7 tokamak. At last, through analyzing the oscillation amplitude and island size of the m=1 mode superimposed on sawtooth, it is thought that the large oscillation amplitude is due to large pressure gradient at the vicinity of inversion surface.     

Multi-Channel FIR HCN Laser Interferometer on HT-7 Tokamak

A Five-channel far-infrared (FIR) hydrogen cyanide (HCN) laser interferometer was developed to measure plasma electron density profile on the HT-7 superconducting tokamak. The structure of the five-channel FIR laser interferometer is described. The laser source used in the interferometer was a continuous wave glow discharge HCN laser with 3.4 m cavity length and 100 mW power output at 337 m wavelength. The temporal resolution was 0.1 ms and the detection sensitivity was 1/12 fringe. Preliminary experimental results measured by the interferometer on HT-7 tokamak are reported.     

HT-7等离子体密度反馈控制系统的研究

介绍了HT－7等离子体密度反馈控制系统,分析了影响等离子体密度控制的因素,改进了密度反馈控制方式,使控制系统密度反馈更为完整、规范,实现了控制系统从单纯的反馈控制向多功能转化。给出了在HT－7装置上的实验结果,并提出了进一步改进的措施。     

Energy limit of runaway electrons in the HT-7 tokamak

The energy limit of runaway electrons in the HT-7 tokamak is investigated by measuring the synchrotron radiation originated from the runaway electrons and the hard X-ray radiation (HXR) when they hit the first wall. An upper boundary on the runaway energy can appear due to the resonance between the electron gyromotion and the magnetic field ripple in the low field side. The experimental derived maximum energy in the core is about 26 MeV, and maximum energy in the edge region is blocked to no more than 5 MeV. This resonance interaction of runaways with the nth harmonic of the magnetic field ripple can account for the observed energy gap of the runaways.     

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用NaI闪烁体探测器组成的逃逸电子诊断系统和CdTe半导体探测阵列组成的快电子轫致辐射诊断系统,研究了一定等离子体密度条件下低杂波功率和等离子体电流对逃逸产生的影响以及一定低杂波功率下等离子体密度对逃逸电子产生的不同作用效果。根据实验数据计算了HT-7装置等离子体中电子逃逸的阈值电场和一定放电条件下电子逃逸的阈值能量。     

辐射量热计在HT-6BTokamak上的测量

一、引言 在现行的托卡马克实验中,辐射损失和中性粒子损失是高温等离子体能量损失的主要通道之一。为了更好地了解托卡马克等离子体中能量平衡、辐射损失以及这些损失随等离子体参数的变化;了解等离子体中杂质含量和杂质输运以及等离子体与器壁的相互作用,辐射能量损失的时间特性、空间分布的测量显得很有必要。为