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利用HL-2A装置实验数据,初步建立了面向ITERL DB2.0版本的能量约束数据库,采用了统计分析系统(SAS)对HL-2A约束数据进行了分析和评估,开展了能量约束时间对密度的定标律研究,并得到了初步结果。最后通过与ITER定标律和原ASDEX数据的比较,对HL-2A装置上L-模约束品质和欧姆加热条件下斯必泽电阻率对温度的依赖关系进行了讨论。     

HL-1M 欧姆放电的电子能量约束定标律

通过电子储能的计算，编制出用于分析HL-1M电子能量约束定标律的数据库。用它与现有的欧姆能量约束定标律进行分析比较，结果表明，HL-1M电子能量约束与Alcator欧姆能量约束定标律的预测结果一致，能量约束饱和的密度值为4.8×1013cm-3。用标准回归分析给出了初步的HL-1M电子能量约束定标律，＿＿，并分析了HL-lM欧姆电子能量约束与输运的关系。     

ITER数据库和HL-1M装置等离子体约束特性

ITER数据库是全世界聚变专家通过多年的努力,建立起来的一个旨在研究各种等离子体行为的数据库,并由此得到了一系列的定标律。在介绍了ITER约束数据库的构成和相应的能量约柬定标律之后,介绍了HL-1M托卡马克的数据特点,给出了欧姆加热条件下利用回归分析方法得到的能量约束幂指数定标律,最后对结果进行了分析和讨论。     

HL-1M装置逃逸电子的定标律

使用一维数值模型, 推断了逃逸能量ε_r与逃逸约束时间τ_r的关系。模拟结果给出能量ε_r 和放电参数的定标律。在HL- 1M 装置中不同实验条件下测量了硬X 射线谱, 研究了逃逸电子能量 ε_r模拟的定标律, 并推导出HL- 1M 装置放电的逃逸电子的约束时间与逃逸电子扩散系数。     

基于神经网络的托卡马克能量约束时间预测

使用机器学习理论中的神经网络方法,根据通用逼近原理对能量约束时间的复杂函数进行逼近,采用托卡马克装置的典型实验数据,设计一种组合结构的神经网络。通过大量的调参试验,给出一套性能最好的参数组合,并与传统幂指数形式的多元线性回归方法进行准确性和数据集迁移能力的比较。结果表明：神经网络模型对于能量约束时间的预测准确率更高,回归性能更好,且具有一定的抗噪声能力,更适合作为能量约束时间的定标或预测工具。     

托卡马克逃逸电子能量的定标关系

在欧姆加热与辅助加热的托卡马克等离子体装置中，逃逸电子的约束时间τr与传统新经腆模式的理论预计值有所不同。文章使用1维数值模型，包括逃逸电子产生、加速和衰减效应，来推断逃逸能量εr与逃逸约束时间的关系。模拟结果给出逃逸能量εr和放电参数的定标律。     

HL-1M装置逃逸电子的定标律

在欧姆加热与辅助加热的托卡马克等离子体装置中，逃逸电子的约束时间τr与传统新经典模式理论的预计值有所不同。本文使用了1维数值模型，包括逃逸电子的产生、加速和衰减效应，来推断逃逸能量εr与逃逸约束时间的关系。模拟结果给出逃逸能量εr对放电参数的定标律。     

等离子体成像的初步诊断结果

HL-2A装置的主要目标是开展高参数条件下改善等离子体约束实验，研究剖面控制和建立先进约束位形。在偏滤器物理方面，研究等离子体粒子与能量控制、边界输运及刮削层物理机制，此外也可以进行二级加热和电流驱动。     

托卡马克能量约束及自举电流效应的初步考虑

基于Lee等人的离子温度梯度模导致的反常热能输运系数,本文研究了辅助加热托卡马克等离子体的能量约束行为,并对自举电流的效应作了初步考虑。结果表明,计算得到的能量约束时间随等离子体电流I_p和托卡马克大半径R增大而增长,随注入功率P_t、环向场B_t以及等离子体小半径α的增大而缩短。这些结果与Kaye-Goldston的经验约束定标具有相同的趋势。自举电流的存在总是导致能量约束时间的增加,当自举电流与总电流的比值γ较小时,能量约束时间的增加率约为γ/2。此外,自举电流将造成锯齿反转半径的减小。     

HL-2A装置X-γ辐射剂量调查

X-γ辐射属于电离辐射，电离辐射是通过在生物体内沉积能量而对生物体产生伤害。正如药物一样，辐射对生物体的伤害取决于接受到的量，生物体收到的辐射量称之为剂量。辐射防护的基本任务之一就是要对剂量给出定量的结果。本调查通过对HL-2A装置的工作场所及其周围环境剂量测量，给出了剂量评价。HL-2A装置主要用于磁约束受控热核聚变实验研究，是我国第一个带有偏滤器的托卡马克装置。     

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［１］，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导系数，而且可以分析各次谐波的幅值和相位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。所得结果和稳态能量平衡方法的推测值也为同一量级。在相似条件下，氘放电的热传导系数比氢小，即同位素效应能改善约束。大量运算结果表明，傅里叶分析法和峰值时间延迟分析法都可用于ＨＬ－１装置热脉冲传播的常规数值分析，并可应用于ＨＬ－１Ｍ的数据处理。     

Favourable scenarios established by SMBI for the realization of the ELMy H-mode at HL-2A

The ELMy H-mode plasmas realized with the supersonic molecular beam injection(SMBI) are studied in relation to the energy confinement and the heating power for the L–H transition(P_(L-H) ) in the HL-2A tokamak. A database is assembled for this study based on the ELMy H-mode discharges during the experimental campaigns in the period 2009–2013at the HL-2A tokamak. The statistical results show that the SMBI is favourable for reaching the H-mode by reducing the heating power at the L–H transition and for the H-mode performance by improving the energy confinement compared with the ordinary gas puffing(GP). The reduction of P_(L-H) is about 20% when the density is low, and the energy confinement enhancement factor of H_(H98y2)= τ_E/τ_(th,98y2) ≈ 1.5 is achieved with the SMBI. Note that in the database the density dependence of P_(L-H) is non-monotonic with the ˉne,min≈ 3×10~(19) m~(-3) at which the P_(L-H) is minimum. Most of P_(L-H) data are on the low density branch where the P_(L-H) increases with the decrease in density. The minimum of the P_(L-H) in HL-2A is comparable to the ITPA multi-machine threshold power scaling P_(thr■scal08). The physics behind the reduction of the P_(L-H) with the SMBI is also investigated in relation to the change of the density gradient at the plasma edge, the gas fuelling efficiency, and the recycling.     

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在HL-2A装置孔栏位形放电的等离子体实验中,电子回旋辅助加热期间观察到了等离子体约束改善的现象,并对等离子体从低约束模式(L模)向约束改善模式转换时的等离子体线平均电子密度、等离子体储能、分界面内辐射功率、能量约束时间、Hα辐射等进行了研究。同时,分析了电子密度和等离子体辐射功率的空间分布随时间的演化。对改善约束的相关功率(辅助加热、欧姆加热功率和损失功率)进行了分析,并研究了等离子体约束改善转换时的边界净输入功率(阈值)与电子线平均密度和环向磁场的关系。     

HL-2A装置的约束改善和边界净输入功率分析

在HL-2A装置孔栏位形放电的等离子体实验中,电子回旋辅助加热期间观察到了等离子体约束改善的现象,并对等离子体从低约束模式(L模)向约束改善模式转换时的等离子体线平均电子密度、等离子体储能、分界面内辐射功率、能量约束时间、H_α辐射等进行了研究。同时,分析了电子密度和等离子体辐射功率的空间分布随时间的演化。对改善约束的相关功率(辅助加热、欧姆加热功率和损失功率)进行了分析,并研究了等离子体约束改善转换时的边界净输入功率(阈值)与电子线平均密度和环向磁场的关系。     

约束模式,普适定标与局部反常热导

从温度剖面不变性出发,利用两个机制独立的局部反常热导系数,从能量约束的观点对托卡马克等离子体存在多种约束模式给出一个统一的解释,并相应地得到了对各种模式普适的能量约束时间定标准。当应用到具体模式时,所得普适定标准与基于实验资料的相应定标律符合得相当好。     

HL-1装置的微机数据获取及处理

本文描述HL-1装置物理调试实验中微机数据获取及处理工作。获得了环电流、环电压、软X射线、硬X射线、磁探针信号的数据。处理后得到了等离子体参数有等离子体电流、电子温度、能量约束时间、Z_(eff)和振荡模式等。     

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将理想全二维磁流体(MHD)稳定性数值代码GATO成功移植到HL-2A高性能计算系统,并用其模拟研究了HL-2A装置一次典型弹丸注入实验的等离子体的理想MHD稳定性。利用HL-2A装置第4050次放电的实验数据,应用EFIT代码重建了几个时间片的平衡位形,然后应用GATO代码对每个平衡位形的MHD稳定性进行了计算。通过对结果进行分析比较得出初步结论,由于弹丸注入而造成的反剪切位形的致稳作用,可以提高等离子体的约束性能。