混合气体组合放电清洗在HL—1装置上的实验研究

在HL-1装置上进行混合气体H_2+H_e,H_2+N_e,H_2+K_r和N_2+X_e交流(50Hz)放电锻炼孔栏(1/8石墨,7/8钼)和GH39不锈钢真空室表面,其清洗效果明显地好于通常低功率纯氢气放电清洗(TDC,GDC和ECR-DC),并能有效地降低裸金属和碳化器壁表面氢气体库贮量,有利于托卡马克放电氢再循环控制,为高密度和低q放电提供了洁净的器壁和环境。上述混合气体交流放电结合2.45GHz电子回旋共振(ECR)放电,取得了更好的清洗效果。本文对这种高效、快速清洗方法的机制作了简单分析。     

HL—1装置屏蔽板效应研究

本文描述HL-1装置屏蔽板对欧姆变压器杂散场屏蔽效应的实验研究和理论计算,模拟实验结果与HL-1装置的理论计算值符合较好。     

HL—1装置表面分析站的研制

等离子体与表面相互作用的重要性是人们公认的。我们试图在HL-1装置上原位测量表面状态,本文叙述了为HL-1研制的表面分析站及测得的一些结果。为装置提供了实验数据。     

HL—1装置的硬X射线锯齿振荡

软X射线的锯齿振荡,在ST,Pulsator和TEXT等装置上已观测到;在Pulsator和PLT上已研究了硬X射线锯齿波。PLT和Pulsator观测结果为,产生的硬X射线锯齿振荡为反锯齿和内破裂的软X射线锯齿相对应。Pulsator的硬X射线锯齿和软X射线锯齿一样,这种趋势一直持继到放电结束,而硬X射线峰值发生在软X射线内破裂后大约200μs。PLT的硬X射线锯齿比软X射线锯齿延迟1至5ms。本工作目的是在内破裂后,从软、硬X射线锯齿波对比,观测硬X射线到达峰值这段延迟时间,并以此来量度逃逸电子约束时间。     

HL—1装置放电坪区小破裂现象分析

HL-1装置上观测到大量放电破裂现象,其中一类出现在电流坪段的小破裂现象,在文献上讨论很少,其产生时的安全因子是2.5≤q_a≤4.5,密度为1×10~(13)cm~(-3)≤n<3×10~(13)cm~(-3)或n≥4×10~(13)cm~(-3), 在环压及软X射线上观测到几百毫秒的驰豫振荡。本文详细分析了这类现象的性质及特征,并讨论了其产生的原因。     

HL—1装置新极向场线圈及其对伏秒数特性的改善

本文描述HL-1装置新极场线圈的设计研制、特点、磁场和铁芯磁化曲线。叙述了各种欧姆安匝分布的伏秒数特性、优化选择以及新线圈对提高等离子体参数的明显作用。     

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。     

HL—1装置交流放电碳化实验

一种交流放电原位碳化技术首次在HL-1装置环形真空室内壁进行了试验。碳沉积膜样品作了扫描电镜,俄歇电子能谱和二次离子能谱深度轮廓和成分分析。壁碳化前后托卡马克放电杂质可见光谱和真空紫外光谱强度对照分折表明,碳化壁状态下,孔烂和金属壁材料Mo和Cr等在等离子体中含量下降80％左右,而C,O等轻杂质量有所上升;氢粒子约束时间τ_p和再循环率系数R较裸金属壁状态大致增加20％。碳化壁经惰性气体He或Kr放电锻炼后,在托卡马克放电中壁表面显示出明显的抽吸作用。     

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-1装置长脉冲放电的初步分析

本文初步分析了HL-1装置物理调试中获得的长脉冲放电的性质,简化模型计算结果与现有实验数据符合较好。初步判断,长脉冲放电尾部主要是逃逸电流。并提出了下一步工作的若干建议。     

HL－1真空室的运行状态分析

ＨＬ－１托卡马克从１９８４年建成至１９９２年底共运行了８年，获得了丰硕的物理实验和工程技术的科研成果，真空室运行状态总的来说是良好的。本文描述真空室在高功率放电实验运行了８年后的主密封结构状态、孔栏烧蚀、真空室壁状态及其污染概况等。     

HL—1装置中的MARFE现象

本文对HL-1托卡马克中,等离子体的Marfe和DP现象进行了观测和分析。 实验中用8道光纤探测器测量了H_α和低Z杂质线辐射强度时空分布。     

HL—1装置的真空壁条件

本文总结了HL=1装置在1984—1987年度运行期间的真空壁条件,等离子体环电压与杂质百分浓度的关系;并估算了GH39金属孔栏,G3石墨孔栏和蒸钛条件下等离子体中的碳、氧杂质的平均密度。真空室的主要杂质气体的总压强从1984年的5.3×10~(-5)Pa降到1987年的1.1×10~(-5)Pa。仅当本底真空p_o≤1.3×10~(-5)Pa,H_2O组份的百分浓度PH_2O/PH_2≤5％时,才能满足正常托卡马克放由要求的壁初开始条件。     

环流器等离子体撕裂模稳定电流剖面

用分区拼接和局部平台化方法,得到m≠1撕裂模稳定的等离子体电流剖面,拟合了HL-1装置低q实验的电流剖面。     

HL-1M装置等离子体的MARFE现象

在HL-1M装置上用分子束注入等离子体的气体加料方法提高了等离子体的电子密度。当线平均电子密度从 4× 10 13cm-3 上升到 7× 10 13cm-3 时 ,利用多道辐射损失测量系统测量到来自等离子体边缘的非对称辐射现象。在强场侧等离子体辐射损失功率密度大大高于弱场侧而线平均电子密度、OⅥ杂质谱线和Hα 谱线明显增加     

HL-1装置放电清洗系统和实验

本文描述了HL-1装置的泰勒放电清洗系统和其清除氧、碳等轻杂质的能力。研究了水分压强的某些特性及其同充氢气压、等离子体电流(电子温度)、电子密度的关系。从而找到了HL-1装置的泰勒放电清洗最佳运行参数。     

HL-1装置中的等离子体与器壁相互作用

本文对HL-1装置欧姆加热放电时,等离子体—器壁相互作用进行了实验研究。质谱分析定性地指出,主要气相杂质H_2O来自零级表面化学反应,CH_4来自多步骤合成表面化学反应,CO(CO_2)则来自碰撞表面化学反应。收集探针的表面分析显示出,Mo,Cr和Ni等为主要的重杂质;蒙特卡罗模拟分析给出了氢粒子注入硅探针的特征深度和其动力温度的拟合直线关系式。     

HL-1M 欧姆放电的电子能量约束定标律

通过电子储能的计算，编制出用于分析HL-1M电子能量约束定标律的数据库。用它与现有的欧姆能量约束定标律进行分析比较，结果表明，HL-1M电子能量约束与Alcator欧姆能量约束定标律的预测结果一致，能量约束饱和的密度值为4.8×1013cm-3。用标准回归分析给出了初步的HL-1M电子能量约束定标律，＿＿，并分析了HL-lM欧姆电子能量约束与输运的关系。     

HL-1装置电流上升段MHD不稳定性

在托卡马克放电的初始阶段,由于存在变化的等离子体电流,一般会出现等离子体电流的趋肤分布,这种分布会导致MHD不稳定性的发展和产生破裂。早期的托卡马克实验,对放电初始阶段的MHD扰动现象做过许多讨论和研究。A1cator-A在电流上升段观测到的大多数破裂发生在q_L=1.6模处,同时观察到MHD扰动模式随时间从高模向低模的发展。电流初始阶段的上升率对平顶段的放电特性也有重大影响,在FT上,只有在等离子体电流上升率为1.2—2.6MA.s~(-1)时,才能实现低q_L的等离子体参数运行。