Investigation of Impurity Ion Transport with Laser Blow-off in HL-2A Tokamak

Non-recycling impurities are injected into ohmic HL-2A plasma for the first time. The impurities of titanium and aluminium are injected in the discharges with varying plasma density and current. The convection and diffusion process of the injected impurity ions during the inward phase are qualitatively investigated. The results show that the transport of impurities is much slower in the central region of the plasma than outside of it and that it is greatly enhanced during sawtooth crashes.     

HL-2A装置孔栏位形下激光吹气注入杂质的初步实验结果

在聚变堆条件下，等离子体中杂质将严重影响燃料的浓度，并产生大量的功率损失而倍受关注。普遍用于托卡马克等离子体杂质输运研究的方法是瞬态扰动法，主要以主动注入杂质源来研究杂质的扩散和对流过程。短脉冲型的杂质注入一般可采用快过程的压电阀和激光吹气两种方式，而激光吹气方法是一种不容置疑的最好的杂质输运研究方法，因为杂质的注入时间和注入量都可以得到很好的控制，几乎能研究任何状态的等离子体杂质输运过程并对等离子体参数的扰动最小。杂质输运信息可通过探测杂质离子的辐射来得到，这些辐射主要包括由光谱仪测量的线辐射信号和由软X射线成像技术得到的软X射线辐射信号，通过这些测量可带出杂质分布的空间和时间演化的信息，再利用数值模拟计算编码，重建实验数据，从而得到杂质输运的扩散系数D、对流速度V和约束时间等。