反常电子粘滞性与锯齿崩塌

本文研究了反常电子热导产生的反常横向电子粘带性的对居齿振荡现象的影响，得出了新的锯齿崩塌时间，解释了大托卡马克上的快崩塌过程。对于不同的反常输运模型，得到了不同的崩塌时间对电子温度的依赖关系，说明了反常粘滞性高温下起着主要的作用。根据崩塌时间估算出的反常热导对的定标关系与耗散漂移波理论的结论基本相同。     

非理想MHD效应与m=1内扭曲模本征方程

对非俘获粒子与俘获粒子分别采用流体和单粒子模型，推导了同时包含各种非理想ＭＨＤ效应的ｍ＝１内扭曲模本征方程，这些效应包括有限电阻，反磁漂移，俘获离子引起的增大的极化漂移与横向粘滞，沿力线电子热导，反常电子横和粘滞，俘获离子香蕉轨道宽度及自举电流等效应，所得到的ｍ＝１内扭曲模本征方程，为研究不同情况下各种非理想ＭＨＤ效应的相对重要性及可能以ｍ＝１内扭曲稳定性的影响，提供了一可靠的基础。     

CT-6B托卡马克装置反常电子热导测量

在CT-6B托卡马克装置上,使用软X射线探测器阵列,测量了磁流体内破裂引起的温度锯齿扰动。经对扰动信号的幅度、周期、相位等分析,计算出不同半径处的平均电子热导系数。实验结果比新经典理论值大一个数量级,证明了CT-6B装置等离子体电子热导的反常性。实验表明,磁流体扰动明显加速能量输运,电子热导随扰动幅度增加而增加。 关键词：     

低频漂移波与赝经典扩散

本文讨论了低频漂移波与托卡马克中反常输运的经验规律——赝经典扩散间的关系。文中指出,主要是无碰撞漂移波而不是耗散漂移波导致了赝经典扩散。当线性不稳定的无碰撞漂移波主要地由准线性弛豫过程所饱和时,可以导致赝经典形式的反常扩散,它正比于碰撞频率而与波幅关系不大。估计的反常扩散系数在量级上与实验一致。讨论了上述机制有效的参数范围。 关键词：     

热电子对低频等离子体漂移波的稳定作用

本文用磁流体理论导出了热电子等离子体中,等离子体密度梯度驱动的低频漂移波的色散关系,分析了热电子的稳定作用。热电子成分稳定等离子体低频扰动的物理机制是charge uncovering效应,它只依赖于热电子同等离子体的密度比α,而不依赖于热电子的β值。热电子能降低等离子体交换模和漂移波的增长率,减少漂移波引起的等离子体反常输运损失。稳定等离子体交换模要求α≈2％,稳定等离子体漂移波要求α≈40％。理论上预示了在热电子等离子体中,等离子体漂移波是最重要的低频不稳定性。 关键词：     

非线性电子磁漂移波

本文采用重整化方法处理了无剪切磁场漂移近似下的非线性电子磁漂移波,并分析了它与托卡马克电子反常输运之间的关系。所得到的扩散系数D_⊥～(ω_pe(T_e/cB₀L_nk_⊥²)与现有托卡马克实验结果大致符合。 关键词：     

反常输运与非线性自持磁岛的自洽分析

从沿磁力线的等离子体电流与粒子径向输运相关的新经典ＭＨＤ型的广义欧姆定律出发，提出了分析反常输运与非线性自持磁岛的自洽理论模型，基于该模型导出了反常扩散系数及反常电子热导。结果表明，非线性磁岛链可由磁岛调制的反常输动维持，反过来又通过磁岛短路效应维持反常输运。     

热电子等离子体的耗散漂移不稳定性

在热电子等离子体中,存在密度梯度驱动的低频耗散性漂移波,本文导出了包括等离子体电阻性和粘滞性的漂移波的色散关系。热电子环能降低不稳定性的增长率,减少等离子体的反常输运损失。漂移波被热电子环完全稳定的条件是β_h>4ξ/(1+2ξ)。实验中测量了漂移波的激发区域和振荡特性,观察了热电子环的稳定作用实。验结果与理论分析相符。 关键词：     

逃逸电子和不稳定性波反常多普勒共振实验研究

利用电子回旋辐射诊断系统并结合其他相关诊断研究了HL-2A托卡马克中逃逸电子与波间的反常多普勒共振作用.结果显示:欧姆放电下提高等离子密度能抑制逃逸电子束的不稳定性,但等离子密度的再次降低导致逃逸电子又会激发不稳定性波,并耦合不稳定性波发生二次反常多普勒共振作用.利用统计方法分析了HL-2A上不同放电阶段逃逸电子反常多普勒共振阈值(ωpe/ωce)区间大致都在0.17-0.54范围内.此共振机制导致逃逸电子在速度空间被波散射,平行能量转化到垂直能量,pitch角增加,同步辐射功率增强,逃逸电子能量限制在反常多普勒效应的阈值能量附近.基于反常多普勒共振的逃逸抑制能有效减轻逃逸电子对装置第一壁的损坏.     

剖面不变性、反常电子热导及托卡马克装置约束性能分析

本文根据电子温度剖面不变性这一基本实验现象,通过分布量决定的广义对流能流的引入及其与局部量决定的局部反常电子热导关系的分析,在不涉及等离子体整体能量输运物理机制的情况下,给出了托卡马克装置约束性能更可信的描述方式。     

HT-7托卡马克等离子体欧姆放电时电子热扩散系数的研究

主要介绍从能量平衡分析来研究HT-7托卡马克等离子体电子的热扩散系数.研究结果表明,HT-7托卡马克等离子体电子的热传导损失是主要的能量损失,热对流损失不及欧姆输入功率的1%,可以忽略.电子的反常热扩散系数随半径的增大逐渐增大,且比新经典理论预言的大2个量级.同时研究了壁处理硅化后的电子热扩散系数.结果显示,硅化后,在等离子体外围区域(r/a>0.5)电子的热扩散系数降低,从而等离子体能量约束得到改善 关键词： 托卡马克 欧姆放电 电子热扩散系数     

HL—1装置偏压电极类H模能量约束时间研究

能量约束时间是衡量环流器等离子体约束性能的重要参数。分析表明，在加偏压电Ｌ模过渡到类Ｈ模的过程中，如果等离子体的辐射损失功率与总损失功率之比显著变化，则扣除辐射损失的能量约束时间的增量是一种更好的衡量约束得到改善的尺度。在这种考虑之下，我们讨论ＨＬ－１等离子体偏压电极Ｌ模－类Ｈ模过的能量约束及电子热传导特性。     

EAST 电子回旋共振加热效果的数值模拟和分析

为了给EAST 电子回旋共振加热物理实验提供理论依据和模拟预测,从电子热输运方程出发,运用 CRONOS 输运程序对不同等离子体和波参数下,电子回旋加热效果进行了数值模拟计算。给出不同电子回旋波功率、入射角、电子密度和纵场等参数对电子回旋加热效果的影响,预测在不同参数下,电子温度、等离子体总内能和能量约束时间的变化,分析了其原因,并与实验结果进行了初步的比较。     

场反向箍缩位形的电阻性互换不稳定性及其对能量约束性能的影响

本文解析研究了电阻性互换不稳定性的湍性行为和它所引起的电子热传导及其所带来的场反向箍缩能量约束性能下降的情形。对于两种不同的模宇称计算了磁场饱和涨落水平,并由此求得了磁颤动扩散系数及碰撞区、非碰撞区的热传导系数。得到了能量约束时间的定标律。 关键词：     

飞秒激光热反射系统测量金属薄膜中的热波

金属材料中的热波现象可以利用包含电子弛豫时间影响的双曲两步模型进行理论分析.通过飞秒激光热反射实验系统对金属薄膜材料进行了测量.利用偏振分光棱镜将飞秒激光分成抽运光和探测光,其中较强的抽运光用于加热金属薄膜而较弱的探测光用于探测薄膜表面反射率随时间的变化,两束光之间的光程差通过步进电机进行精确控制.利用金属薄膜反射率和电子温度的正比例关系就可以得到电子温度随时间的变化规律.实验发现在加热激光脉冲过后的电子温度下降区间会出现另一个较弱的电子温度波峰,并利用相同厚度的两块金属薄膜样品重复测量对实验结果进行了验证.理论上这一现象可以解释为金属薄膜中热波在背面反射的结果,并且实验结果和双曲两步模型给出的热波理论计算结果相符合.根据实验结果计算出热波传递速度约为5×105m/s,对应的电子弛豫时间为60fs.     

Collisionless Drift Waves Ranging from Current‐Driven,Shear‐Modified,and Electron‐Temperature‐Gradient Modes

The specific history of collisionless drift waves is marked by focusing upon current‐driven, shear‐modified, and electron‐temperature‐gradient modes. Studies of current‐driven collisionless drift waves started in 1977 using the Innsbruck Q machine and was continued over 30 years until 2009 with topics such as plasma heating by drift waves in fusion‐oriented confinement and space/astrophysical plasmas. Superposition of perpendicular flow velocity shear on parallel shear intensively modifies the drift wave characteristics through the variation of its azimuthal structure, where the parallel‐shear driven instability is suppressed for strong perpendicular shears, while hybrid‐ion velocity shear cause unexpected stabilization of the parallel‐shear‐modified drift wave. An electron temperature gradient can be formed easily by control of thermionic electron superimposed on ECR plasma, and is found to excite low‐frequency fluctuation in the range of drift waves (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Negative Thermal Transport in Conduction and Advection

Negative refractive index has drawn a great deal of attention due to its unique properties and practical applications in wave systems. To promote the related physics in thermotics, here we manage to coin a complex thermal conductivity whose imaginary part corresponds to the real part of complex refractive index. Therefore, the thermal counterpart of negative refractive index is just negative imaginary thermal conductivity, which is featured by the opposite directions of energy flow and wave vector in thermal conduction and advection, thus called negative thermal transport herein. To avoid violating causality, we design an open system with energy exchange and explore three different cases to reveal negative thermal transport. We further provide experimental suggestions with a solid ring structure. All finite-element simulations agree with theoretical analyses, indicating that negative thermal transport is physically feasible. These results have potential applications such as designing the inverse Doppler effect in thermal conduction and advection.     

阿尔芬波加热托卡马克等离子体的能量平衡问题

本文用“剖面不变性”确定等效电子热导系数,研究了TCA装置上阿尔芬波加热的能量平衡,结果与实验符合很好。证明本文所用的方法对不同装置、不同加热方式都适用。     

纳米单原子链的热传导

根据Hardy能流密度公式、Kubo热导率公式,推导了纳米单原子链的热传导系数公式,并进行了数值计算.研究结果表明,纳米原子链的热传导系数小于无限长原子链的热传导系数,并且纳米原子链的长度越短,则热传导系数越小.这些现象可以作如下解释:原子链可以看作是一维晶格,格波在到达原子链端点时会发生反射,而改变了格波的能量传播方向,使能流密度降低,从而使纳米原子链的热导率小于无限长原子链的热导率.并且原子链越短,格波在到达原子链端点的过程中衰减越小,从而使反射格波的能流密度越接近于入射格波的能流密度,使能流密度更为降低,从而使纳米原子链的热导率更小.     

Avalanche Phenomenon of Superthermal Electrons Measured by SDD with New SPHA during ECRH

Two high performance silicon drift detectors （SDD） are installed at the equatorial port with z = 0 and z = -16.4 cm on HL-2A tokamak, respectively. These SDDs combine with the new and non-conventional software pulse height analyser （SPHA ） successfully developed more recently by us to measure the time evolution of soft x-rays spectra, the thermal and superthermal electron temperatures. The high-quality three-dimensional figure of time evolution for soft x-rays energy spectra is easily obtained by combination of a new SPHA and computer. Therefore, the measurement accuracies and the time resolutions of thermal and superthermal electron temperatures are also improved. The enhancement phenomenon of superthermal electron during electron cyclotron resonance heating （ECRH） can be explained by the combination of superthermal electron avalanche theory and experimental parameters.