HL-2A等离子体的控制和边界识别

在托卡马克装置中，等离子体控制是一项重要的基础性工作，是托卡马克装置等离子体能够平衡、正常放电运行重要而基本的条件。这项工作包括等离子体电流、位置、形状、密度、电流分布、q值的控制和等离子体破裂控制等。其中电流、位置和密度的控制是圆截面等离子体的基础性工作；对于非圆截面装置，除了电流、位置和密度的控制之外，形状的识别和控制又是必不可少的基础性工作。这其中等离子体形状的识别和位置控制又是最复杂和最困难的。本论文给出了HL-2A装置等离子体电流和水平位移控制的理论模型和MATLAB仿真结果，并具体介绍了目前HL-2A装置等离子体控制系统的软、硬件组成。     

辉光放电等离子体三维电流的理论分析

对辉光放电等离子体的稳态电流在三维空间的分布情形用解析表达式算出结果,从而展示了电流的连续性和理论的自洽性,对其他理论模型的弱点和其结果中的局限性也作了分析和讨论。本结果对研究低温等离子体可能具有重要意义。 关键词：     

清洗放电前MUT托卡马克中的电流分布

本文利用磁探针阵测量清洗放电前ＭＵＴ托卡马克中角向磁场的分布，从而计算得到了等离子体的电流分布。结果表明，在清洗放电初期，由于存在大量杂质，等离子体的横向扩散非常大，因而。真空室的绝缘段几乎不起绝缘作用，此时所测到的环向电流中绝大部分是流经厚壁真空室的电流。     

等离子体天线表面电流分布与辐射特性研究

建立了表面波驱动等离子体天线装置,提出了一种等离子体天线表面电流指数分布模型,并利用该表面电流分布模型计算了天线的辐射方向图.研究结果表明,等离子体密度随轴向距离的增大呈指数衰减趋势.正常工作状态下表面波波矢虚部随等离子体密度的增大而下降,遵循与等离子体密度类似的指数衰减规律,但其实部则基本保持不变.等离子体天线的表面电流呈振幅指数衰减行波模式.利用该表面电流分布模型计算得到的辐射方向图呈现典型的8字形分布,与实验测量结果良好符合.当射频功率减小,等离子体天线辐射方向图宽化.     

HL—1装置中LHCD和等离子体参数的关系

本文了在ＨＬ－１托卡马克的不同放电阶段的低混杂波驱动特性，给出了驱动电流及驱动效率和等离子体参数，如电子平均密度ｎｃ，等离子体电流Ｉｐ及纵向磁场的关系，也给出和分析了波驱动和入射波功率的关系，在放电平段，对正反向驱动效率进行了研究和比较。     

HL—1装置等离子体轫致辐射径向分布的测量

采用经钨带灯标准光源标定的多道石英光纤光学系统,测量了HL-1装置等离子体可见光波段轫致辐射功率的径向分布。测得的有效离子电荷数Z_(eff)的径向分布在中心处有最大值。放电过程中电子密度的增大使Z_(eff)降低。不同放电条件下的实验结果表明,用脉冲送气提高电子密度,可使中心弦平均Z_(eff)显著降低,而等离子体电流I_p的增大使Z_(eff)上升。在若干次放电中观测到了MARFE现象。     

Bitter型环向场线圈电流分布的研究

本文简述了用数值方法研究Ｂｉｔｔｅｒ型环向场线圈中电流分布情况，给出了不同时刻线圈中电流分布的形式以及线圈电感、电阻随时间的变化，也对电磁力的分布作了分析。     

HT-7U等离子体位形与电流控制的数值模拟

通过数值求解了等离子体磁流体方程组，模拟了HT－7U装置自由边界等离子体位形及控制系统随时间的演变过程。模拟的结果对HT－7U装置及等离子体控制系统的设计具有重要的意义。     

偏压电极对KT-5C装置等离子体边缘的影响

通过电极偏压来控制KT 5C装置边缘区等离子体的径向电场 ,发现在正偏压作用下 ,径向电场剖面由小的负阱状变成明显的山包结构 ,从而形成一个加强的E×B剪切层。剪切层附近的等离子体参数变陡 ,不仅等离子体极向流速度大大增加 ,而且其方向也由沿电子逆磁漂移方向改变为离子的逆磁漂移方向。这些变化导致等离子体边界横向输运被抑制、整体约束得到改善     

等离子体在任意强度的直流电场中产生电流的过程

通过Fokker-Planck模拟,研究了等离子体在任意强度的直流电场中产生电流的过程以及电子分布函数的演变过程.研究发现,不同强度的电场中等离子体的行为存在着明显的差别.在弱电场中,电流与电场满足Spitzer公式,且电流产生的响应时间约等于撤销电场后电流衰减的弛豫时间;在中等强度的电场中,电子分布函数呈现为静止Maxwell分布和漂移Maxwell分布之和,而且在中等强度或者强直流电场中弛豫时间也将远远大于响应时间.根据电子分布函数的演变规律,推导了一组类似于流体力学方程的公式,这组方程像Spitzer公式一样简便地描述了等离子体中电流与电场的关系,并且对电场强度没有限制.数值模拟显示这组方程比Spitzer公式更适用于等离子体的混合粒子模拟中. 关键词： 等离子体电流 电子分布函数 Fokker-Planck模拟 Spitzer公式     

HL—1M等离子体q（r）分布的初步测量

输运过程和各种不稳定性的物理机制的研究是受控热核聚变的重要课题之一。理论模型建立在假定这些过程与等离子体电流密度分布或q(r)分布相联系的基础上,然而这却是最难测量的等离子体参数之一。目前,有一些技术用于q(r)分布的测量,例如塞曼效应、法拉第旋转、非相干散射光的谱线调制、运动斯塔克效应以及磁化粒子的直接观察等。如果要运用这些技术获得更进一步的数据,就必须使用更加专门的诊断。要在HL－1M装置上进行这样的诊断目前还有一些困难。     

等离子体的准电中性

讨论了等离子体的准电中性 ,并给出了关于准电中性等离子体的时空判据。     

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。     

强流相对论电子束在等离子体内引起的回流电流

本文用宏观处理的方法,研究了强流相对论电子束在等离子体内引起的回流电流效应。通过Fourier变换的方法,求得Maxwell方程组的电场表达式和回流电流的径向表达式。在4στ>>1的极限下,电子束通道内的回流电流和入射的电子束电流基本抵消。最后,比较了回流电流的焦耳热和束电子与等离子体粒子库仑碰撞的能耗值。     

JAERI 60kA高温超导电流引线的温度分布解析

在聚变装置用大型超导磁体中使用高温超导电流引线能大大降低冷冻机的负荷。大型核聚变装置需要20对60kA的电流引线，而传统的60kA铜引线的耗电量达100kW。若使用高温超导线后耗电量可望降低2／3，这意味着在聚变装置运行过程中可以节约2．7MW的电能。日本原子力研究所(JAERI)已经设计研制了60kA的电流引线，经60kA载流实验表明该电流引线达到了4．8W的低热漏，耗电量仅为以前60kA电流引线的1／3。     

LEAD螺旋波射频等离子体电子能量分布函数的测量

通过电压扫描探针测量了LEAD装置螺旋波射频等离子体伏安特性曲线和电子能量分布函数,并对等离子体基本参数剖面如电子温度、密度、等离子体电位和鞘电位降系数等进行了计算.实验发现在LEAD装置半径5cm以内的位置电子能量分布函数都遵循麦克斯韦分布.而在半径7cm附近,即与射频源线圈处于相同径向位置,电子能量呈现出典型的双麦...