HL－1装置几种锯齿崩溃机制的层析摄影研究

本文采用二维层析摄影技术研究了ＨＬ－１装置几种锯齿崩溃的机制。在高密度欧姆放电中，观测到在类锯齿崩溃时，对流泡对中心热心的挤压。在纯欧姆放电中，观测到长达４４ｍｓ的大锯齿，在崩溃时出现了强的对流和冷泡对等离子体柱的扰动，并可能发生与其它磁流体不稳定模式的耦合作用。在微波反锯齿振荡和相对应的软Ｘ射线反锯齿振荡的研究中，观察到了软Ｘ射线辐射截面从一个圆变成一个椭圆的现象     

HL—1装置的硬X射线锯齿振荡

软X射线的锯齿振荡,在ST,Pulsator和TEXT等装置上已观测到;在Pulsator和PLT上已研究了硬X射线锯齿波。PLT和Pulsator观测结果为,产生的硬X射线锯齿振荡为反锯齿和内破裂的软X射线锯齿相对应。Pulsator的硬X射线锯齿和软X射线锯齿一样,这种趋势一直持继到放电结束,而硬X射线峰值发生在软X射线内破裂后大约200μs。PLT的硬X射线锯齿比软X射线锯齿延迟1至5ms。本工作目的是在内破裂后,从软、硬X射线锯齿波对比,观测硬X射线到达峰值这段延迟时间,并以此来量度逃逸电子约束时间。     

HL—1M装置等离子体中类锯齿电子密度振荡

在欧姆放电和低杂波电流驱动（ＬＨＣＤ）及激光吹气注入杂质的联合实验中,首次在ＨＬ－１Ｍ 装置上观测到了与软Ｘ射线对应得非常好的锯齿型密度振荡。这种类锯齿型的密度振荡存在于低杂波电流驱动与激光吹气等离子体中。分析表明,该锯齿不是通常的ｑ ＝ １ 有理面上的锯齿,而是在低杂波与杂质共同作用下产生的类锯齿型的密度振荡。一种可能的机制是低杂波电流驱动下杂质的中心积累及崩塌引起的扰动磁场导致了快电子的损失,从而使得密度发生振荡     

HL—1M装置等离子体软X射线的锯齿和模行为

用高灵敏、高时空分辨的软Ｘ射线诊断系统，诊断ＨＬ－１Ｍ装置中等离子体的锯齿振荡。对观测到的四种主要锯齿作了介绍，对出现最多的有模经典锯齿和有模非经典锯齿作了详细描述和分析。结果表明，后者（主要在低ｑａ放电中出现）具有比前者低的中心ｑ（０）值，在物理机制上与前者不同，属湍流模型范畴。     

HL-1M弹丸加料等离子体中的蛇形振荡

根据PIN光二极管阵列探测器所探测到的1～10keV能量范围的软X射线辐射扰动．研究了HL-1M装置等离子体中在多发弹丸注入条件下产生的蛇形振荡不稳定性特性,对其机制进行了仔细讨论。实验表明,在中等密度欧姆放电中。高速弹丸注人能直接在等离子体芯部激发出蛇形振荡。对于较高密度的放电,在弹丸加料等离子体的后续演变中经常观测到锯齿稳定化结束时诱发出的准稳态大幅度蛇形振荡。     

HT-7装置软X射线诊断系统及锯齿行为研究

利用HT-7装置上建立的多阵列软X射线诊断系统对等离子体放电中的锯齿不稳定性进行研究,发现锯齿的出现及其行为特点与等离子体电子密度N_e、电子温度T_e、边界安全因子q_α、壁条件等放电参数有密切关系。在低杂波电流驱动等离子体放电条件下,观察到m/n=1/1的中间模振荡出现在锯齿的上升阶段,并迅速发展、饱和、衰减,在锯齿塌陷或先兆振荡出现以前消失。分析和讨论了欧姆加热条件下和低杂波加热条件下的锯齿行为。     

HL—1装置等离子体中X波段的微波反锯齿振荡

一、引言 对电子回旋频率和等离子体频率的辐射研究表明,在HL-1装置的低密度放电过程中,存在着相对论电子束。本实验中,用一个在HL-1装置赤道面上垂直于纵向磁场方向的天线,观测了频率小于等离子体频率ω_(pe)的X波段的微波辐射。发现在这个频段除了可以接收到强的稳态超热辐射外,在一定的密度范围内,还能观测到幅度很大的反锯齿振荡。它们和软X射线锯齿,等离子体密度有一定的关系。下面将给出这些实验结果。     

HL—1M等离子体的复合锯齿振荡

用软X射线二极管阵列可以很容易地探测到在等离子体内部形成的软X射线辐射扰动的锯齿振荡波形,根据观测到的锯齿振荡的某些特征可以定性地确定等离子体芯部的磁场位形。在托卡马克等离子体加热过程中,电子加热和电流穿透使得电流分布不断峰化、中心磁轴附近的安全因子下降,当中心安全因子q(0)＜1时在q=1磁面附近形成磁岛,磁岛的增长和重联构成了一个完整的锯齿振荡波形。由于电流分布的峰化而形成的振荡被称为单锯齿振荡,振荡的周期和幅度具有单一的特性,尽管它们会随着放电条件的改变而变化,但振荡的单一性保持不变,破裂位于中心磁轴位置。在特定的条件下,当等离子体电流变成中空分布而且在等离子体内部出现两个q=1磁面时,复合锯齿取代常规的单锯齿,它们或者有规则地连续出现,或者间或地出现在单锯齿之间,这取决于中空电流分布的维持程度。我们在HL－1M装置上通过测量软X坶辐射扰动观测到等离子体的复合锯齿振荡。本文叙述的就是在离轴电子回旋共振加热期间所观测到的复合锯齿振荡及其产生的条件,并对锯齿产生的可能的机制作了定性的描述。     

桌上毛细管放电软X射线激光器

桌上毛细管放电软Ｘ射线激光器１９８４年，美国利弗莫尔国家实验室（ＬＬＮＬ）和普林斯顿（Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ）大学的科学家们首次观测到了软Ｘ射线的放大输出［１，２］，Ｘ射线激光的研究进入了新阶段．但是，由于利弗莫尔国家实验室和普林斯顿大学实验室所用的设备...     

HL-1M装置ICRF加热实验中RF波对MHD的影响

研究了HL－1M装置离子回旋共振频率加热实验中RF波对MHD的影响，软X射经观测结果表明，注入RF波会诱发锯齿。在有些放电中，也观察到RF波有抑制锯齿振荡和蛇形扰动的现象。RF波注入期间，观察到边缘等离子体密度和Dα辐射下降，中心密度增加，马赫探针数据的分析和计算表明，RF波对等离子体的径向电场的增加和极向流速的变化有很大的影响。     

多道测量数据分析技术及芯部等离子体不稳定性研究

本论文分为七章。第一章是绪言部分，介绍了等离子体芯部MHD不稳定性的研究目的和其重要性，以及目前最常用的三种多道数据分析方法：Abel逆变换方法；SVD时空分析方法和层析变换方法的研究现状和研究的必要性。第二章是综合介绍在托卡马克实验中软X射线探测系统能观测到的等离子体芯部的不稳定性的研究成果。分别对锯齿振荡现象及一系列与锯齿活性有关的现象进行了描述。第三章主要介绍在托卡马克实验中软X射线进行观测的探测系统的诊断原理及在HL-IM和HL-2A装置上软X射线探测系统。第四章的主要内容包括层析变换方法的原理，以及对程序的理论模拟检验。     

HL─1装置等离子体输运与锯齿特性的数值研究

本文利用一维圆柱等离子体输运编码（ＴＲＡＮＰＹ），编制了模拟锯齿振荡的大型编码（ＳＡＷＭＯＤ）。对锯齿振荡的研究，我们选用了两种具有代表性的理论模型：重联模型和湍流模型，后者特别适用于低ｑａ放电的锯齿特性研究。重联模型的锯齿振荡是由于磁力线的完全重联引起的，而湍流模型的锯齿振荡是因为微观湍流或磁力线的随机化而产生的。最后，我们将ＨＬ─１装置的一次典型高密放电的参数代入（ＳＡＷＭＯＤ）编码，运算结果表明，重联模型和湍流模型均能解释实验观测的锯齿现象，理论模拟与实验结果符合较好。     

HL-1M装置弹丸加料等离子体中的蛇形振荡

在弹丸注入实验中，人们观测到穿透至q=1面以内的弹丸能在等离子体芯部激发出蛇形振荡。蛇形振荡是由一个局域的高密度区域在等离子体芯部旋转而反映在软X射线、密度信号上的一种振荡现象。在JET，ASDEX，Tore Supra等装置上都观测到了弹丸注入条件下的蛇形振荡现象。     

锯齿型振荡之谜

磁约束等离子体的一个共同特征是经常出现各种类型的不稳定性,其一般表现是:扰动先以指数规律随时间增长,然后趋向饱和或导致急剧的破坏.但是,使人十分惊异的是,1973年在美国的ST托卡马克中发现了软X射线辐射呈现弛豫振荡的形式.至今,在所有的托卡马克中均发现了这种振荡:等离子体的各种物理性质(特别是温度和密度)随时间的变化表现为锯齿型振荡.在等离子体中心区,温度先以较慢的速率爬升,然后以一个短得多的时间尺度(典型的为100μs量级)突然下降(“崩溃”).这个过程多次重复出现,形成锯齿型振荡的波形.这种现象不能简单地用通常的不稳定…     

预脉冲在毛细管快放电软x射线激光中的作用

在一台毛细管快放电软x射线激光实验装置上，在相同主脉冲条件下（电流峰值18—30kA，半周期80ns），通过观测放电产生的软x射线辐射，研究了该装置固有的高幅值（2—5kA）和外加的低幅值（10—20A）两种预脉冲，对聚乙烯毛细管和高纯度陶瓷毛细管（99.9%）放电的管壁烧蚀及等离子体状态的影响.采用装置固有的几kA预脉冲和聚乙烯毛细管，放电 过程中产生了大量的管壁烧蚀，并且这种情况下的等离子体均匀性差，没有可能获得激光输 出.而采用20A的预脉冲和高纯度陶瓷毛细管，管壁烧蚀量大大减少，预电离等离子体的均匀 性好，在这种情况下，实验上利用x射线二极管观测到了激光尖峰信号. 关键词： 预脉冲 毛细管放电 软x射线激光     

HL—1装置逃逸电子扰动及硬X射线发射

HL-1装置逃逸电子扰动,硬X射线锯齿振荡和软X射线锯齿振荡关联,内破裂后硬X射线发射强度到其峰值的延迟时间,被解释为逃逸电子从q=1面附近输运到等离子体边缘时间。当有电子回旋共振预电离时,硬X射线显著减少;相反,电子回旋共振加热时,硬X射线明显地增加。     

利用软X射线锯齿振荡研究托卡马克等离子体的热输运

用Au(Si)面垒探测器阵列测定了CT-6B托卡马克等离子体的软X射线辐射及其涨落。本文给出了内破裂期间等离子体中心区的软X射线锯齿振荡的经验定标律,利用电子温度的锯齿振荡研究了内破裂期间中心区的电子加热率,电子能量平衡,电子能量约束时间,电流密度分布和电子温度等电子热输运结果。 关键词：     

HL—1装置等离子体输运与锯齿特性的数值研究

本文利用一维圆柱等离子体输运编码（ＴＲＡＮＰＹ），编制了模拟锯齿振荡的大型编码（ＳＡＷＭＯＤ）。对锯齿振荡的研究，我们选用了两种具有代表性的理论模型：重联模型和湍流模型，后者特别适用于低ｑａ放电的锯齿特性研究。重联模型的锯齿振荡是由于磁力线的完全重联引起的，而湍流模型的锯齿振荡是因为微观湍流或磁力线的随机化而产生的。最后，我们将ＨＬ－１装置的一次典型高密放电的参数代入（ＳＡＷＭＯＤ）编码，运算结果     

HL—1装置热脉冲传播的傅里叶分析

本文采用一种新提出的数值方法，即傅里叶变换分析法，研究了ＨＬ－１装置中用软Ｘ射线测量得到的锯齿振荡诱导的热脉冲传播行为。此方法不仅可以计算扰动调制的热传系数，而且可以分析各次谐波的幅值和相应随频率及空间的演变，并与热脉冲峰值时间延迟分析法进行了比较，两者推算的热传导系数符合较好。     

HL-1M装置逃逸电子输运系数的研究

采用磁扰动实验和稳态实验等四种不同方法获得某些局域的逃逸扩散系数Dr。利用等离子体快速移动实验，测量了孔栏上硬X射线通量的变化，获得了边缘扩散系数，利用软X射线强度和硬X射线通量信号的锯齿振荡峰值延迟时间得出了径向平均扩散系数，用微波辐射强度和硬X射线通量信号的锯齿振荡 峰值延迟时间，获得了径向位置某处到孔栏之间的平均扩散系数。用来自孔栏上的韧致辐射谱求出逃逸电子的平均能量，得玻逃逸约束时间和径向平均扩散系数，实验中还得到了逃逸电子扩散系数的径向近似分布和内部磁扰动的径向分析。