HL-2A装置二级加热工作进展

本年度等离子体加热研究室开展了以HL-2A装置二级加热为主要任务的科研项目，完成了电子回旋共振加热项目的工程研制（2MW／1s），进一步完善了低杂波电流驱动项目，在HL-2A装置实验中取得了良好的结果，目前正在开展中性求项同的建设。各项研究工作将在本文中作一介绍。     

HL－1装置辅助加热等对能量约束的影响

在ＨＬ－１托卡马克上进行了辅助加热、加料、电流驱动的物理实验研究。在改善等离子体约束方面，某些实验取得了较好的结果。在适当的稳定放电条件下，低杂波电流驱动和弹丸注入辅助加料，均能使等离子体能量约束得到一定程度的改善，与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间提高了约３０％。在电子回旋共振加热等离子体实验中，等离子体总能量明显增加，但与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间减少了约２０％。     

HL—1装置辅助加热等对能量约束的影响

在ＨＬ－１托卡马克上进行了辅助加热，加料，电流驱动的物理实验研究。在改善等离子约束方面，某些实验取得了较好的结果。在适当的稳定放电条件下，低杂波电流驱动和弹丸注入辅助加料，均能使等离子体能量约束得到一定程度的改善，与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间提高了约３０％。在电子回旋共振加热等离子体实验中，等离子体总能量明显增加，但与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间减少了约２０％     

前进中的HT-7超导托卡马克实验组

中国科学院等离子体物理研究所ＨＴ - 7超导托卡马克实验组 (简称ＨＴ -Ｔ实验组 )包括物理、真空、控制、波加热、波驱动、诊断、低温、电源等几大系统 ,其中运行人员 50人 ,研究人员 56人 .自 1995年ＨＴ - 7装置投入运行以来 ,每年开展两轮实验 ,每轮实验为期约 2个月 .1　已取得的实验成果经过 5年多的艰苦奋斗 ,ＨＴ - 7实验组取得了一系列引人注目的实验成果 :常规放电超过 7ｓ ,最长超过 10ｓ;电子温度超过 10 7℃的高参数放电时间接近 4ｓ ;总加热功率超过 1ＭＷ ;等离子体电流达2 55ｋＡ ;等离子体密度达 5 4× 10 19/ｍ3 ;在低杂…     

HL-2A装置低杂波加热实验系统的微机控制与数据采集设计方案

为了对等离子体与波的相互作用进行研究，在HL-2A装置中将开展低混杂波电流驱动和电子回旋加热实验，拟采用微机控制。同时为了使波加热实验简便、灵活，确保装置放电时人身安全和设备安全必须实施微机控制。HL-2A装置上低杂波加热实验系统微机控制主要任务是监视整个系统的运行状态、控制整个系统放电过程的时序、保护系统的逻辑控制以及与中央控制系统的通信联络等。     

低中功率氢电弧加热发动机内传热与流动比较

本文采用数值模拟方法对低、中功率氢电弧加热发动机内的传热与流动特性进行了比较研究。结果表明:低、中功率氢电弧加热发动机内的传热与流动规律基本相似;发动机内最高温度出现在阴极尖下游附近;发动机轴线上的轴向速度在约束段出口附近达到最大值。随着发动机功率的增加,发动机内的最高温度和轴线上的最大速度也随之增加。本文还将数值模拟获得的电弧加热发动机性能参数和文献中报道的实验测量值进行了比较,二者符合良好。     

高温电离气体中微细颗粒的加热

本文分析表明，自由分子流区高温电离气体中颗粒的团相加热、熔化、液相加热与强烈蒸发等加热阶段所需的时间，均正比于颗粒半径，其中蒸发阶段需时最长．颗粒表面温度高于约４０００Ｋ时，热电子发射开始显著影响颗粒的加热速率，辐射则在低得多的温度下（如２０００Ｋ）开始影响颗粒的加热．     

低杂波电流驱动下加热的数值模拟

应用作者最新改进的求解FOKKER-PLANK方程的程序,首次得到了低杂波电流驱动下的加热功率密度和加热功率.这些数值模拟结果不仅很好地解决了低杂波电流驱动中的功率平衡问题,而且也能为以后的托卡马克低杂波电流驱动实验提供一定的指导作用.     

煤粉低尘燃烧器热态试验研究

以液排渣旋风燃烧技术为基础的煤粉低尘燃烧器可在燃烧过程实现捕渣,为工业加热提供含尘浓度低的高温火焰,是工业加热过程实现以煤代油的先进燃烧技术。本论文介绍了新型煤粉低尘燃烧器的热态燃烧试验研究结果,该燃烧器采用端面旋流进风,煤粉和一次风在旋转气流外层送入,分级燃烧等技术。热态试验研究表明,采用上述技术的煤粉低尘燃烧器具有燃烧完全,捕渣率高,NOx排放浓度低等特点。     

垂直矩形窄通道内饱和沸腾起始点实验研究

实验以去离子水为工质,研究矩形窄通道内饱和沸腾起始点的影响因素。通过改变矩形板的壁面加热功率密度,工质的质量流量和入口温度分析饱和沸腾起始点的变化规律.实验得出:饱和沸腾段随着加热功率密度的增加而增加,随着质量流量的增加而缩短,随着入口温度的增加而增加,但入口温度在高加热功率密度时对饱和沸腾起始点的影响相对较小,在低加热功率密度下影响较大。     

HL-1M装置边缘参数测量

在HL－1M装置上利用马赫／郎缪尔探针分别在欧姆放电,低杂波注入,中性束注入,离子回旋加热和电子回旋加热等情况下测量下刮离层和等离子体边缘的极向流速度和电场,得到了它们的径向分布,研究了LHW,NBI,ICRH和ECRH对改善等离子体约束性能,边缘粒子的径向传输的影响。     

Study of Electron Heat Pulse Propagation and Particle Diffusion During the Synergy of LHW and IBW Heating in the HT-7

A successful experiment on lower hybrid wave (LHW) and ion Bernstein wave (IBW) synergy has been carried out in the HT-7 superconducting tokamak. With 560KW of LHW heating power and 160 KW of IBW heating power, during the synergy of the LHW and IBW experiment we achieved an improved plasma: the electron density increased and peaked, the soft X intensity increased too. A five-channel far-infrared (FIR) hydrogen cyanide (HCN) laser interferometer was used to measure the electron density profile. The particle diffusion coefficient was studied for the experiment, and the result compared with the heat diffusion coefficient. With the same injected LHW and IBW power, high electron density n_e can deduce the electron pulse propagation and the particle diffusion.     

Reduction of impurity confinement time by combined heating of LHW and ECRH in EAST

The core impurity confinement properties are experimentally investigated in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak(EAST) plasma heated by lower hybrid wave(LHW) and electron cyclotron resonance heating(ECRH)(LHW+ECRH).It is shown that the impurity confinement time(τ_(imp)) in the L-mode plasma jointly heated by LHW and ECRH is weakly dependent on electron density but strongly dependent on the heating power,thus it is shorter than that in LHW-only heated L-mode plasma with the similar plasma parameters.The combined heating of LHW and ECRH can reduce the collisionality and indicates a more effective heating method for core τimp reduction and normalized poloidal beta(βP) ~(im)provement.It should be emphasized that in this high β_P operation window the small ELM regime can be accessed,and an L-mode level τ_(imp)(40 ms-80 ms) and high β_N(～1.7) can be obtained simultaneously.It means that this typical small ELMy H-mode regime has an advantage in avoiding the serious tungsten accumulation,and will be competitive in future long-pulse steady-state and high-performance operation with high-Z material plasma-facing components.     

ICRH ���߷�����n||�Կ첨�������Ӽ���Ч����Ӱ��

采用等离子体分层模型,利用WKB近似研究了离子回旋共振加热(ICRH)天线发射谱n||对离子回旋波在托卡马克等离子体的表面功率反射系数、吸收衰减的影响,数值模拟了不同天线发射谱n||条件下快波少数离子加热的效果.模拟结果表明,当其它实验参数一定时,ICRH天线发射合适的n||能提高天线与等离子体的耦合效率,增强少数离子加热的效果.     

HT-7上射频波加热时中子辐射行为的研究

HT-7超导托卡马克进行DD等离子体放电时,中子的辐射与辅助加热射频波的类型(LHW加热、ICRF加热)及功率密切相关.利用BF₃与³He正比计数管组成的快速时间分辨中子注量监测系统,研究了不同类型的射频加热对于中子产生机理及高能离子形成的影响.LHW加热功率较低时,易形成逃逸,产生大量的光中子.特定频率的ICRF(27 MHz,24 MHz)加热时,聚变中子所占份额以及总的中子产额均随波功率的增大而显著增涨. 关键词： 射频加热 中子 托卡马克     

EAST低杂波电流驱动的数值模拟

应用改进后的低杂波电流驱动程序对EAST进行了低杂波电流驱动的数值模拟。通过模拟发现,波注入位置、功率谱、等离子体温度和密度对低杂波的功率沉积和电流驱动剖面分布有很大影响。通过选取合适的低杂波功率谱、等离子体温度和密度,可以实现对其功率沉积和电流驱动剖面分布的控制。     

离子伯恩斯坦波对低杂波驱动电流影响的研究

利用改进的二维Fokker-Planck方程和低杂波射线轨迹程序研究了在低杂波和离子伯恩斯坦波协同作用下低杂波的功率沉积分布、驱动电流分布。数值结果显示在两波协同作用下低杂波驱动非感应电流的效率得到了很大的改善。     

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应用改进后的低杂波电流驱动程序对EAST进行了低杂波电流驱动的数值模拟。通过模拟发现,波注入位置、功率谱、等离子体温度和密度对低杂波的功率沉积和电流驱动剖面分布有很大影响。通过选取合适的低杂波功率谱、等离子体温度和密度,可以实现对其功率沉积和电流驱动剖面分布的控制。     

High-Power ICRH Launcher Development

In order to have successful and reliable high-power ion cyclotron resonance heating (ICRH) launchers operating in 5-MW power range by 1986-1988 time range, much research and development work is required. A discussion of the major electrical and thermodynamic problems associated with development of these high-power launchers is presented and two candidate high-power launchers are described in detail. One, an integrally tunable cavity-backed U-slot, can be flush mounted, can operate at high power, and can be tuned over a 2:1 frequency band. The other, a dielectrically loaded U-slot, can also be flush mounted, also operates at high power, but can operate at lower frequencies. Required tests and test scenarios for both hot (with plasma) and cold (no plasma) facilities are discussed. In addition, a brief discussion of potential reactor relevant ICRH materials is also included.     

Study of density fluctuation during low hybrid current drive on HT-7 tokamak

An experimental study of medium and high-k density fluctuations has been performed during low hybrid current drive (LHCD) in the HT-7 tokamak. Two series of plasma discharges in different plasma current with a limiter configuration were conducted in which the injected LHW power was gradually increased. The fluctuation level of the mode in channel kθ=12 cm−1 and kθ=20 cm−1 is related to the q profile, and the normalized frequency spectrum is found to be independent of the LHW power.