托卡马克等离子体不同运行模式下的电子回旋波电流驱动

在给定等离子体密度分布下，从电子、离子的能量方程出发，根据不同运行模式下等离子体的热传导率不同，分别求出了中心负剪切模式，常规剪切H模式和L模式下的等离子体温度分布，然后通过求解波迹方程与相对论情况下的Fokker-Planck方程，分别计算了这些模式下的电子回旋波电流驱动和波功率沉积.得到在中心负剪切下，驱动电流最大，驱动效率最高，功率沉积和电流分布区间跨度大；在常规剪切H模式下，驱动电流较小，分布区间跨度比较窄，驱动效率相对较低；在常规剪切L模式，驱动电流效率最低，分布区间跨度也非常集中. 关键词： 托卡马克 电子回旋波电流驱动 中心负剪切 常规剪切     

电子回旋波驱动的托卡马克芯部等离子体极向旋转

提出了一个驱动托卡马克芯部等离子体极向旋转的新途径：用电子回旋波产生芯部等离子体极向旋转.物理机制如下：在高功率的电子回旋波加热的托卡马克等离子体中，共振局域化现象将产生极向电场从而形成极向外高内低的离子密度分布；这个极向离子的积累可以克服来自磁泵的阻尼而使等离子体极向旋转退稳定.从流体力学方程和漂移动力学方程中，得到了等离子体旋转退稳的判别式.结果表明现有的电子回旋波加热功率水平可以驱动芯部等离子体的极向旋转. 关键词：     

托卡马克等离子体中动力剪切阿尔芬波不稳定性的数值研究

在托卡马克等离子体中，由于极向对称被破坏，剪切阿尔芬波（sAw）连续谱有间断特征。在低频情形，当｜ω｜〈〈｜ωA｜=νA/qR时，已经证明有限离子温度梯度使SAW连续谱变得不稳定。这里，νA是阿尔芬波速度，q和R分别表示安全因子和通量面大半径。最近，用多尺度渐进技术又证明，由于托卡马克等离子体中有限离子拉摩半径和漂移轨道宽度的影响，在不稳定剪切阿尔芬连续谱中可能存在离散模对理想磁流体动力学（MHD）不稳定是稳定的。     

托卡马克中快波电流驱动下全波方程的数值求解

用全波方法研究环形对称托卡马克等离子体中离子回旋频率范围内(ICRF)的快波电流驱动(FWCD)问题,考虑有限拉莫尔半径(FLR)效应和平行色散,建立全波计算的物理模型—全波方程,通过对全波方程的数值求解得到快波在等离子体中激发的电场强度分布.结果表明:快波可以传播到高温高密度等离子体的中心;快波在磁轴附近发生了模式转换;快波可以驱动中心的等离子体电流以改善等离子体的平衡位型;平行电场比垂直电场小三个数量级,通过垂直方向的回旋共振和平行方向的穿越期磁泵效应达到驱动电流的目的.     

托卡马克中低杂电流驱动对不稳定性的影响

本文求解了稳定情形下的准线性动力方程，并计算了等离子体中异常多卜勒共振所激发的倾斜模的增长率或衰减率与低杂波能密度的关系，文中比较了感应电场相对于低杂电流驱动方向取正反两个方向的情形。     

托卡马克低混杂波电流驱动实验中低混杂波传播的解析分析

通过对小参量δ=(ω²_pe/ω²)^-1展开,导 出了简化但普遍的低混杂波电流驱动(LHCD)参量状态下的低混杂波色散方程.讨论了环形效 应(环向磁场的R^-1关系及磁面的Shafranov位移)引起的平行折射率的上移或下 移及慢波与快波的模转换条件,得到一个关于低混杂波可以向等离子体内部传播的充分条件 ,它与LHCD实验中普遍观察到的密度极限现象有密切联系.预期的临界密度n_ec 关键词： 托卡马克 低混杂波电流驱动 密度极限     

阿尔芬波加热低β托卡马克等离子体的数值分析

本文对托卡马克等离子体阿尔芬波加热的动力学问题提出了一种新的处理方法,该方法简便、直观,并适用于其他波加热动力学问题的数值分析。     

磁化热等离子体中短波漂移阿尔芬涡旋

本文研究低β磁化热等离子体中非线性短波漂移阿尔芬波。我们导出了描述磁化等离子体中短波漂移阿尔芬波的非线性方程组,求出了该方程组的偶极涡旋解,这种解属于Rossby型涡旋,涡旋的势在离涡旋中心远处的渐近行为是按指数衰减的。     

低混杂波高N‖分量对EAST等离子体电流驱动的影响

EAST等离子体高约束模运行条件下,在等离子体边缘区域观测到明显的等离子体电流带.在EAST托卡马克装置非圆截面平衡位形下,使用射线追踪方法研究低混杂波高平行折射率N_‖分量对电流驱动的影响.结果表明：当-8≤N_‖≤-6时,平行折射率分量能够在小半径（0.7 < r/a < 1）区域驱动kA量级的等离子体电流.对于具有台基区、等离子体边缘温度更高的电子温度剖面,驱动电流的位置r/a>0.9.低混杂波朗道阻尼的理论分析与数值模拟结果一致.另外,高N_‖低混杂波在等离子体边缘的功率沉积和电流驱动与电子温度分布和发射谱分布相关.     

HT-7托卡马克大功率低混杂波电流驱动的实验研究

在HT-7超导托卡马克成功进行了大功率（P_LHW=100—800 kW,f=2.45 GHz）低混杂波电流驱动实验.研究了不同入射功率和等离子体密度下的低混杂波电流驱动效率.获得了以平均电子密度增加、氘阿尔法（D_α）线辐射减少为特征的粒子约束改善;粒子约束时间τ_p增加了约1.5倍.仔细研究了能量约束时间与等离子体密度和低混杂波功率的关系. 关键词： 托卡马克 低混杂波 约束改善 电流驱动效率     

托卡马克等离子体不同平衡位形下的电子回旋波电流驱动

在给定的等离子体总电流和中心电流密度条件下,数值求解平衡方程,求出不同拉长比和三角形变因子的托卡马克等离子体温度、密度、磁场分布,然后通过求解波迹方程和Fokker-Planck方程,分别计算这些位形下的电子回旋波波迹和电流驱动.结果表明：电子回旋波X模从顶部发射时,随着拉长比的增大,波迹会向弱场侧偏移.电子回旋波X模从弱场侧发射时,电子回旋波在等离子体中传播沉积的功率份额随着拉长比的增大而增加,驱动电流位置随着三角形变因子的增大向等离子体中心移动.驱动电流位置随环向和极向发射角的减小向中心移动,对应的电流密度峰值也变大.     

HL—1M低混杂波电流驱动中的径向扩散效应

本文利用低温杂波电流驱动的准线性理论模型，研究了由于磁场磁机涨落而引起的快电子的反常输运对驱动电流分布和驱动效率的影响。结果表明，高能电子径向扩散将使驱动电流分布变平和展宽，同时驱动电流减小。     

托卡马克低杂波电流驱动的反馈控制研究

低杂波电流驱动的反馈控制系统已经建成，并在ＨＴ－６Ｂ托卡马克的纯低杂波电流驱动实验中得到应用。通过实时调节微波注入功率，由微波驱动并维持的等离子体电流变比率被成功地控制住。实验中，在等离子体密度、纵场及水平位移均存在波动的情况下，得到了２０ｈＡ的电流平台，其维持时间为加波的２０ｍｓ脉宽。     

托卡马克等离子体电流猝灭特征行为分析

对托卡马克装置内壁产生巨大电磁力是等离子体破裂重要和直接的影响, 这会对装置的安全运行造成巨大威胁. 等离子体破裂期间电流猝灭率不仅与真空室内第一壁的负载设计有关, 并且与装置重大部件的设计也相关. 本文选用100%-40%区间统计研究等离子体破裂现象. 分析结果表明: 100%-40%区间统计下HL-2A上最小电流猝灭时间为0.7 ms, 对应的最小面积归一化电流淬灭时间为1.4 ms m-2. 瞬时最大电流猝灭率与平均电流猝灭率的比值大部分都大于1.     

托卡马克中电子回旋波与低杂波协同驱动的物理研究

揭示了电子回旋波与低杂波协同驱动等离子体并获得协同电流的机理. 从物理上阐述了双波协同驱动在相空间上和在电流剖面上所需满足的匹配关系. 通过计算机模拟研究展示了协同驱动的净增电流与波功率之间存在的非线性关系, 并对其给出了物理上的解释.本文工作将为相关实验的设计和分析提供物理上的支撑.     

托卡马克等离子体中的电子回旋波电流驱动

通过将波迹方程与相对论情况下的完全Fokker-Planck方程联合进行求解,研究了寻常波基频电子回旋波从托卡马克等离子体中平面弱场侧发射时的电流驱动。数值结果表明:随着等离子体电子密度、温度的提高, 功率沉积和电流分布的位置将向等离子体的边缘方向偏移,并且产生的总的驱动电流随之减小;入射波极向发射角和环向发射角度的改变对功率沉积、电流分布及其大小产生明显的影响。     

低混杂波电流驱升与等离子体平衡

本文研究了低混杂波电流驱动与等离子体平衡问题．考虑了感应电场，得到了自洽方程组，并把它应用于托卡马克工程实验混合堆电流驱升阶段的某一时刻，研究了该时刻低混杂波电流驱动与ＭＨＤ平衡。计算中采用了一个较宽的波谱，得到了电流与安全因子ｑ的分布。     

托卡马克等离子体非全吸收离子回旋波的耦合计算

详细地讨论了托卡马克等离子体对离子回旋波非全吸收，离子回旋共振加热天线为三维模型的条件下，离子回旋波与等离子体的耦合问题。与全吸收等离子体模型所计算得到的结果相比，本文得到的波的驻波场的解及耦合阻抗谐振特性的理论计算结果与中小型托卡马克实验所观察到的现象更为接近。     

低混杂波电流驱动下注入杂质的输运

在欧姆放电和低混杂波电流驱动条件下,应用激光吹气技术注入金属杂质,用真空紫外谱仪测量了杂质线的辐射,给出了ＨＬ－１Ｍ 装置欧姆等离子体和低混杂波电流驱动等离子体杂质输运的研究结果。用杂质输运程序ＬＢＯ进行数值模拟,得出了等离子体中杂质的扩散系数Ｄ（ｒ） 和对流速度ｖ（ｒ）。在低混杂波电流驱动条件下,等离子体杂质的输运系数相对欧姆放电等离子体杂质的输运系数减小了５０％ 左右。结果表明,在ＨＬ－１Ｍ 装置上低混杂波电流驱动等离子体相对通常欧姆等离子体杂质的约束性能明显得到了改善     

托卡马克中等离子体表面相互作用—氢的捕获问题

本文评述了托卡马克中等离子体表面相互作用—氢的捕获问题。着重讨论氢的捕获过程及其在磁约束聚变研究中的重要意义,氢的输运扩散模型理论和B.L.Doyle引入无量纲输运参数的简化理论公式,实验研究装置、方法及研究的一般情况,并总结分析了一些重要的实验结果。