Experimental investigation on divertor tungsten sputtering with neon seeding in ELMy H-mode plasma in EAST tokamak

Neon (Ne) seeding is used to cool the edge plasma by radiation to protect the divertor tungsten (W) target in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST). The W sputtering in the outer divertor target with Ne seeding is assessed by the divertor visible spectroscopy system. It is observed that the W sputtering flux initially increases with Ne concentration in the divertor despite the decreasing plasma temperature. After reaching a maximum around 25 eV, the W sputtering rate starts to decrease, presenting a suppression effect. The effect on the divertor W sputtering flux and yield due to the competition between the increase of the Ne concentration and the decrease of the plasma temperature is discussed. The results show that enough Ne seeding is essential to effectively reduce the electron temperature and thus to suppress W sputtering. Moreover, ELM suppression is observed when Ne and W impurities enter the core plasma, which could be correlated to the enhanced turbulence transport in the pedestal.     

EAST边界和芯部杂质谱线的时间延迟研究

边界杂质注入是未来聚变装置ITER用于增强边界辐射，减少第一壁热负荷的一种重要方法。但部分注入的杂质会被输运到芯部，造成主等离子体辐射损失以及约束下降。光谱观测可以获取杂质种类、含量和分布等信息，在理解等离子体中杂质输运方面起着重要作用。在EAST（experimental advanced superconducting tokamak）偏滤器氩气（Ar）注入实验中，利用偏滤器可见光谱和芯部极紫外光谱监测边界的Ar1+离子谱线Ar Ⅱ(401.36 nm)和芯部的Ar15+离子谱线Ar ⅩⅥ(35.39 nm)，并获得两者强度随时间的变化。其中，Ar Ⅱ和Ar ⅩⅥ的电离能分别为27和918 eV，因此，Ar Ⅱ和Ar ⅩⅥ分别对应分布于等离子体边界和芯部Ar离子。为了分析二者谱线强度随时间变化的特征，发展了一种基于正则Pearson积矩相关系数的相关分析方法，计算得到两者谱线强度变化的相对延迟时间，以此表征杂质从边界向芯部输运的时间。结果显示，偏滤器注入Ar杂质后，芯部Ar ⅩⅥ辐射增长滞后于边界Ar Ⅱ辐射的增长，并且在具有较高的低杂波加热功率的放电中，两者的延迟时间较长，表明较高的低杂波加热功率可以延长杂质从边界向芯部输运的时间。     

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介绍了EAST上ICRF辅助加热系统1.5MW射频信号源中工作频率为25～70MHz的末级功率放大器的研制工作,从最优工作参数、输入回路和输出回路三个主要方面详细分析了该级大功率宽频带射频放大器。经比较,分析结果和测试数据显示了很好的一致性,这为实现ICRF加热系统的可靠运行奠定了基础。     

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用小波多分辨分析方法对EAST快控电源控制信号进行分解，分层设定阈值滤除不符合要求的频率成分再进行信号重构，得到了满足要求的EAST快控电源控制信号，并经过了仿真和实验的验证。结果表明，使用小波变换比使用其他方法更为理想。     

基于DCS的EAST内置低温泵监控系统设计

内置低温泵是EAST装置中为防止杂质从偏虑器靶板附近进入等离子体核心的关键部件之一,可以为EAST长脉冲放电试验提供持续的排灰能力实现装置长脉冲放电。主要在EAST低温控制系统基础上,基于DCS结构设计内置低温泵的监控系统,从而实现低温泵阀箱冷却、运行、回温整个过程的自动监控。     

EAST 磁探针 NS 值标定

为了获得精准的磁场测量数据,基于磁探针测量磁场的基本原理,构建了由长螺线管、交流电源、标准探针和数据采集系统组成的长螺线管标定系统,对EAST 磁探针垂直于磁感应强度方向的总有效面积(NS 值) 进行了精确的标定,并对标定数据进行了分析处理。获得的结果符合预期的误差要求,为磁探针精确测量托卡马克中的磁场提供了前提条件。     

大面积NBI 射频离子源电气参数设计分析

为探究射频离子源驱动器线圈电气参数对射频放电的影响,主要进行了射频离子源等离子体激发的物理分析,并计算了射频电源的频率选择与线圈放电电流、线圈匝间电压以及放电气压之间的关系,设计了射频离子源驱动器的主要参数。研制的射频离子源驱动器装置,成功获得氢等离子体射频放电。实验结果和理论计算结果符合很好。     

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介绍了EAST超导托卡马克偏滤器的结构和相关分析,并对第一壁材料的导热性能和结构的换热效果进行了实验测试,验证了结构的可靠性。     

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介绍了基于PLC的EAST LHCD -35kV/5.6MW高压电源反馈控制系统设计。系统采用工控微机(PC)和PLC对高压电源进行控制,采用PID控制算法实现高压电源电压的反馈控制。操作系统是基于QNX实时操作系统。实验结果证明,该反馈控制系统具有良好的控制性和可靠的保护性。