HL—1M装置多发弹丸加料实验观测

首次在ＨＬ－１Ｍ装置上投放使用的多发弹丸加料系统，能一次注入多达４粒Φ１．０ｍｍ的氢弹丸，弹丸速度在５００－８００ｍ．ｓ＾－１之间。弹丸注入后，得到离子体密度峰化系数ｎｃ（０）／〈ｎｃ〉＝１．８能量约束时间与喷气加料放电的相比提高３０％以上的实验结果。观察到了弹丸注入等离子体引起弹丸消融物沿磁力线流动的图像变化，电子温度分布和ＭＨＤ行为的演变过程以及新的边缘等离子体特性。     

用CCD相机观测HL—1M弹丸消融过程

利用高速ＣＣＤ相机拍摄了ＨＬ－１Ｍ等离子体中注入氢弹丸时的Ｈａ辐射照片。得到的弹丸不同形状消融云照片表明：弹丸轨迹发生弯曲和出现条纹。通过对照片的处理获得了辐射光强的空间分布、弹丸的速度与轨迹,分析了弹丸与等离子体相互作用的物理机制,为进一步在弹丸注入条件下用ＣＣＤ测量等离子体局部磁场和电流分布打下了基础。     

HL—1M等离子体加料密度特性

等离子体加料和密度控制是磁约束核聚变基本研究内容之一。HL－1M实验装置用8发PI系统与SMBI和GP组成联合加料系统,以它们相互配合进行了一系列放电实验,取得了丰硕的成果,本文就等离子体电子密度、改善约束特性与燃料粒子注入深度、放电装置器壁再循环的关系等结果作一介绍。     

HL—1M弹丸加料等离子体中约束改善和MHD特性研究

在ＭＬ－１Ｍ装置实验中，多发弹丸注入在ｑ＝１磁面内区域产生了高度峰化的密度和压强分布，明显改善了等离子体约束特性。标志着弹丸注入约束改善的峰化的密度、压强分布，在出现第一个大锯齿后平化。弹丸注入后的锯齿崩溃，在密度和压强峰化因子均较高时，具有在更高密度、更高压强下才出现的类理想的特性。随着弹丸穿中 部区域的密度梯度变陆，在中心ＭＨＤ活性受到弹丸注入强烈影响，锯齿崩溃特征从完全重连型变成部分重连型，     

HL—1M多发弹丸注入的CCD摄像触发方式的改进

多发弹丸加料是为稳态聚变堆提出的,它可以控制放电等离子体密度分布,改善约束性能和提高密度极限,是国际受控核聚变研究的重要内容之一。在实验中CCD相机可以用于研究弹丸与等离子体相互作用的许多复杂物理现象,用它拍摄弹丸在等离子体中消融云的照片是研究弹丸消融过程极其有效的手段。1999年用改进后的8发氢弹丸加料系统在水平方向上注入HL－1M等离子体,用SensiCam360LF型CCD相机在弹丸发射线连接法兰轴线上端,进行弹丸消融云的拍摄,观察弹丸的消融过程。     

HL—1M多发弹丸加料等离子体的特性

对ＨＬ－１Ｍ装置在一次放电中注入３－８粒氢弹丸的欧姆加热等离子体密度分布和扰动特征进行了研究。实验表明,器壁再循环对高密度的获得有重要的影响。在再循环较高的条件下连续注入３粒１．０ｍｍ弹丸,获得了加料实验的最好参数：等离子体中心密度ｎｅ（０）＝５．３×１０１３ｃｍ－３,总体储能Ｗｐ＝６．０ｋＪ,τｅ＝２６ｍｓ。用ＣＣＤ相机拍摄了弹丸消融云的照片,并对消融过程进行了简要的分析。结果证实,消融的不对称和弹丸轨迹的偏转是电子侧消融强于离子侧的结果,弹丸发射间隙及完整性对密度扰动有重要的影响。     

HL—2A装置先进加料系统

氢及其同位素固态小球的高速注入－弹丸加料是近十几年来受控核聚变研究中发展起来的一项新技术。它是将氢及其同位素（氘、氚）冷却成毫米量级固态小球,然后以高速注入到核聚变等离子体中实现燃料在等离子体芯部区域的有效沉积,以达到加料和密度控制的目的。现阶段该技术已广泛用于核聚变物理实验研究,主要研究内容包括粒子燃料机制、输运过程及改善约束的研究,同时也作为主动探针用于研究核聚变过程的其它特征。在将来的核反应堆中,由于涉及到氚的运行,先进的加热技术是燃料循环控制的主要手段。在维持高效率加料、高密度稳态燃烧的同时要保持良好的约束必须有能胜任此目标的技术支持,因此加料技术的发展与加料物理实验的研究不仅在现代磁约束核聚变实验研究中而且在将来的聚变核反应堆运行中都占有重要地位。     

HL—1M等离子体氢弹丸的消融

弹丸在等离子体中主要受电子的直接作用，在强磁场下由于电子的回旋半径远小于弹丸半径，外层被电离的粒子跟随磁力线运动。形成的消融物（H2＋H1＋H^ e)雪茄形云层其内部一般认为处于局部热力学平衡（LTE），并沿磁力线被拉长。消融过程伴随着光的发射，少量电离的原子发出可见的轫致辐射，而云内部的大部分中性原子在碰撞激活后发出可见光（Hα线辐射）。     

HL—1M装置波加热和加料等离子体的辐射损失特性

等离子体的杂质将对等离子体的能量平衡产生很大的影响,杂质的增多将增加辐射损失功率,降低等离子体温度,使得等离子体约束性能变差。由于等离子体辐损失功率与等离子体中的杂质密度有一定的关系,我们测量到等离子体辐射损失功率和辐射功率密度分布就可以得到离子体中有关杂质的信息。     

弹丸注入对HL—1等离子体锯齿活性的影响

本文叙述了氢弹丸注入氘等离子体后锯齿活性的变化，测量表明，注入导致锯齿周期拉长或锯齿抑制，杂质聚中是锯齿活性变化的主要原因，注入改善了等离子体的粒子约束性能。     

HL—1M装置内壁锂涂覆实验

Li是原子序数最小的金属元素,具有非常活泼的化学活性,是最有希望的第一壁材料。TFTR装置经过锂化后提高了等离子体存储能量、中心离子温度和密度的峰化以及聚变反应速率,表明了原位锂化的巨大优越性。原位硅化已成为HL－1M装置常规壁处理手段,与此同时,HL－1M装置也正在探索先进的锂化工艺技术。本文介绍了HL－1M装置锂化技术的进展、锂化效果和锂化后的内壁状态以及目前锂化技术的不足。     

高速弹丸测速仪的研制

在等离子体物理实验中,注入弹丸的大小和速度对等离子体电子温度、密度扰动等均有影响,测量弹丸的速度有助于研究弹丸注入等离子体的深度、弹丸的消融及其对等离子体的作用。8发弹丸系统原有的测速仪是从俄罗斯引进的,其灵敏度、抗干扰能力都较差,加料实验时该测速系统根本无法正常工作。为此,必须研制一套精度高、抗干扰强、速度测量范围广（几m·s^-1-3000m·s^-1)的测速系统以满足实验的需要。     

HL—1M装置杂质VUV辐射及Te观测

本文介绍了ＨＬ－１Ｍ装置等离子体杂质真空紫外辐射观测的初步结果。用类Ｌｉ离子谱线强度比法估计出Ｔｅ≈４００ｅＶ。镀膜后遥ＣＥＭ探测器的灵敏度提高。杂质对装置放电有重要影响。     

HL—1M装置1998年物理实验进展报告

报道了ＨＬ－１Ｍ装置１９９８年度物理实验的进展情况。主要包括等离子体密度极限,中性束注入加热,离子回旋共振加热,低温杂波离子加热,多发弹丸注入,超声分子束注入等实验的情况。     

HL—1装置的低q放电实验

装置获得的最低qL值是衡最托卡马克磁流体不稳定性的控制水平的重要品质参数.通过精细调节补充送气和电流上升率的方法控制电流密度分布,使用钛吸气方法控制边缘等离子体参数,HL-1装置获得了最低qL值为1.8的稳定等离子体。实验结果表明,若电流上升率与密度上升率之比为(23—40)×10~(-19)kA·m~3的范围内,最利于获得低MHD增长率的稳定放电。预计这与中心q(0)<1峰化的电流密度分布有关。