HL-2A装置中性束发射光谱 诊断系统的研制与测试

在HL-2A装置上完成了一套32通道束发射诊断系统(BES)，可对径向r=12~44cm, 极向-7.5~+7.5cm二维空间范围内的长波长()电子密度扰动信息进行测量，其时间分辨率达到0.5ms，空间分辨率1~2cm。系统由内置于真空室的非对称镜头组、传输光纤、高性能探测器模块以及辅助的冷却和真空设备构成。系统的噪声在低频时(f<100kHz)主要由散粒噪声贡献，在较高频率时由散粒噪声和e噪声共同决定。在典型的HL-2A装置放电模式中，对于200kHz以下的扰动，该系统的信噪比(SNR)均大于3。     

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利用静电探针阵列对HL-2A边缘等离子体径向和极向速度进行了测量,获得了最后闭合磁面附近湍流的雷诺协强〈(v)r(v)θ〉以及(v)r和(v)θ间相位差的剖面.实验表明,虽然(v)r、(v)θ的幅值对雷诺协强的大小会有影响,但雷诺协强的变化趋势主要取决于二者相位差的变化;另一方面,欧姆放电以及不同电子回旋加热功率L模放电条件下的实验结果显示,密度扰动引起的粒子输运所带来的极向动量输运的贡献与雷诺协强项对极向动量输运的贡献是可比的.这表明在分析湍流引起的动量输运时必须考虑粒子输运的贡献.     

湍流雷诺协强及密度扰动对极向动量输运影响的实验研究

利用静电探针阵列对HL-2A边缘等离子体径向和极向速度进行了测量,获得了最后闭合磁面附近湍流的雷诺协强 以及 和 间相位差的剖面。实验表明,虽然 、 的幅值对雷诺协强的大小会有影响,但雷诺协强的变化趋势主要取决于二者相位差的变化;另一方面,欧姆放电以及不同电子回旋加热功率L模放电条件下的实验结果显示,密度扰动引起的粒子输运所带来的极向动量输运的贡献与雷诺协强项对极向动量输运的贡献是可比的。这表明在分析湍流引起的动量输运时必须考虑粒子输运的贡献。     

HL-2A等离子体边缘极向剩余胁强的研究

首次报导了托卡马克等离子体边缘与湍流相关的极向剩余胁强剖面的测量结果。采用外中平面往复式静电探针阵列对HL-2A托卡马克边缘的极向湍流动量输运进行研究。在没有外部动量注入的欧姆放电下,剩余胁强为有限值、且其空间剖面在等离子体边缘具有明显的径向梯度,表明托卡马克等离子体边缘存在极向动量源。由动量源产生的动量主要以扩散形式向与剩余胁强相反的方向传播,最终的结果是等离子体边缘存在有限的雷诺胁强。在最后闭合磁面以内0.5~2cm区域,剩余胁强的梯度提供自发旋转的力矩,由该力矩引起的动量产生与由速度梯度引起的动量扩散共同导致了雷诺胁强出现负梯度,造成动量沉积,从而驱动极向平衡流。