托卡马克实验与工程——HL-2A装置上芯部弹丸加料中的电子热输运研究

从80年代中期开始，在许多聚变装置上观察到了用弹丸注入改善的等离子体能量约束。在JET和一些大型托卡马克上实现了弹丸增强约束模（PEP）。PEP模的机制也已在理论上做了分析。分析表明，有多种机制在减小反常输运中起作用，而这些机制的作用依赖于实验的条件。本文将报道在HL-2A装置上无辅助加热条件下的弹丸加料实验结果。该工作的着重点是研究在中心加料欧姆放电中的电子热输运。     

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。     

托卡马克实验与工程——HL-2A装置偏滤器物理分析和实验的初步结果

偏滤器等离子体物理分析主要是确定靶板上的温度和密度、功率分散、内外非对称性，以及杂质和中性粒子的控制能力等等。上述参数可以随放电密度和加热功率的变化而划分为3个不同的状态，即线性状态、高再循环状态和脱离状态。描述偏滤器性能的主要参数是温度、密度和功率的衰减长度(λr，λn,λp)，以及聚变产物排除装置的时间。     

HL—1装置密度极限破裂分析

HL-1装置上观测到大量的密度极限破裂放电。其主要特性是破裂前偏离几何中心的磁面位移很小,中心区总是观测到锯齿现象,破裂后,其电流中断时间大于20ms。本文详细分析了出现在电流上升段,坪段及下降段密度极限破裂的特征。其中一类是由于辐射功率超过加热功率所确定的村上极限,没有观测到先兆振荡;另一类是由于约束变坏所确定的赫吉尔极限,可观测到驰豫几毫秒的先兆振荡,这类放电破裂后多数能恢复。该装置运行的最大村上参数是0.35×10~(20)m~(-2).T~(-1)。     

撕裂模实时主动控制系统

在HL-2A装置上发展了一套撕裂模实时主动控制系统。该系统在放电期间用电子回旋发射/软X射线诊断实时确定撕裂模的几何位置,结合实时剖面重建和电子回旋波沉积计算,得到电子回旋波反射镜的控制角度值。通过电机实时驱动电子回旋波反射镜到达指定角度,使得电子回旋波功率沉积在撕裂模的有理磁面附近,改变当地局部的电流剖面,从而控制撕裂模,改善等离子体约束。该系统已经在2015年以后的实验中投入使用,并取得了良好的控制效果。它不仅能够实时发现并控制经典撕裂模,并且具有控制新经典撕裂模的潜力。     

HL-2A装置上灰尘研究的初步结果

利用HL-2A装置原有的可见光CCD UC-610相机观测到了在等离子体放电过程中存在大量的灰尘,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)了解到了辐照石墨样品的表面形貌及杂质元素成分。     

HL—1M装置边缘等离子体特性研究

边缘和芯部等离子体的同时控制对优化托卡马克等离子体性能是重要的。边缘等离子体密度、温度和空间电位等通常采用朗缪尔静电探针测量,而旋转速度可用马赫探针测量。好的加料技术对于获得高性能等离子 体也很重要。在HL－1M装置上已开展了8发弹丸注入和分子束注入（MBI）加料实验,它能使等离子体产生中空的温度和电流密度分布,并容易获得高密度和良好的约束。本文主要介绍在低杂波电流驱动（LHCD）、多发弹丸注入和MBI三种典型放电中边缘等离子体参数的测量结果。     

HL—1M装置锁模不稳定性研究

在大型托卡马克装置中,各种线圈安装的微小偏差将会引起严重的误差场不稳定性,导致锁模类在大破坏,因此,锁模不稳定性是研究误差场不稳定性的基础。本文分析了H-1M装置锁模不稳定性的产生条件及其特点,并提出抑制锁模不稳定性的参考建议。