漂移波不稳定性引起的反常电子热导的估计

本文从漂移波引起的湍性磁场出发,考虑了漂移波不稳定性引起的反常电子热导,所得电子热导的数值与实验结果基本符合,并利用所得的反常电子热导,在欧姆加热条件下推导了电子能量约束时间。     

托卡马克等离子体电子逃逸阈值实验研究

本文采用统计方法分析了HL-2A托卡马克装置上欧姆放电条件下的实验数据,根据硬X射线出现时刻的等离子体环电压、中心线平均等离子体电子密度等参数,计算出电子逃逸的实验阈值,并与初级产生机制下逃逸电子的理论阈值进行对比.实验数据表明逃逸电场阈值明显高于相对论碰撞理论预测,抑制电子逃逸现象的临界电子密度明显比理论预测的低.这与ITPA(International Tokamak Physics Activity)在D3D,TEXTOR,FTU,KSTAR等装置得出的实验结果吻合.针对逃逸现象出现时刻硬X射线增长率的实验研究发现初级产生机制下逃逸电子的增长率与电场强度大小成正比,与中心线平均等离子体电子密度成反比,此现象验证了通过减小环电压或提高等离子体密度的方法可以抑制电子逃逸现象.     

托卡马克等离子体电子逃逸阈值实验研究

本文采用统计方法分析了HL-2A托卡马克装置上欧姆放电条件下的实验数据,根据硬X射线出现时刻的等离子体环电压、 中心线平均等离子体电子密度等参数, 计算出电子逃逸的实验阈值, 并与初级产生机制下逃逸电子的理论阈值进行对比. 实验数据表明逃逸电场阈值明显高于相对论碰撞理论预测, 抑制电子逃逸现象的临界电子密度明显比理论预测的低. 这与ITPA（International Tokamak Physics Activity）在D3D, TEXTOR, FTU, KSTAR等装置得出的实验结果吻合. 针对逃逸现象出现时刻硬X射线增长率的实验研究发现初级产生机制下逃逸电子的增长率与电场强度大小成正比, 与中心线平均等离子体电子密度成反比, 此现象验证了通过减小环电压或提高等离子体密度的方法可以抑制电子逃逸现象.     

HT-7托卡马克等离子体密度调制实验中的逃逸电子行为

在HT-7托卡马克的等离子体密度调制实验中,通过对欧姆和低杂波电流驱动两种放电条件下等离子体逃逸电子辐射行为的研究,验证了非准稳态等离子体中逃逸电子的产生机制,研究了欧姆和低杂波电流驱动两种放电条件下的大量充气对等离子体整体约束性能的影响。研究结果发现：放电过程中额外的大量工作气体的充入使等离子体偏离了准稳态,逃逸电子初级产生机制和次级产生机制准稳态的假设条件被打破,这时候需要利用非准稳态条件下修正后的逃逸电子归一化阈值速度来解释逃逸电子的辐射行为; 同时也发现放电过程中额外的大量工作气体的充入将使等离子体的整体约束性能变差。     

HL-1M装置逃逸电子的定标律

在欧姆加热与辅助加热的托卡马克等离子体装置中，逃逸电子的约束时间τr与传统新经典模式理论的预计值有所不同。本文使用了1维数值模型，包括逃逸电子的产生、加速和衰减效应，来推断逃逸能量εr与逃逸约束时间的关系。模拟结果给出逃逸能量εr对放电参数的定标律。     

托卡马克等离子体电流爬升阶段逃逸电子行为

分析了电流爬升阶段等离子体密度和电流爬升率对逃逸电子行为的影响,研究了低杂波辅助电流驱动条件下的逃逸电子辐射行为。结果发现：电流爬升阶段等离子体密度的大小严重影响了电流爬升阶段甚至电流平顶阶段逃逸电子的行为,较低的等离子体密度将会导致放电过程中比较强的逃逸电子辐射;低能逃逸电子辐射随着电流爬升率的增大而增强;低杂波辅助电流爬升可以有效地节约装置的伏秒数;降低放电过程中的环电压,可有效抑制逃逸电子的产生。     

托卡马克等离子体电流爬升阶段逃逸电子行为

 分析了电流爬升阶段等离子体密度和电流爬升率对逃逸电子行为的影响,研究了低杂波辅助电流驱动条件下的逃逸电子辐射行为。结果发现：电流爬升阶段等离子体密度的大小严重影响了电流爬升阶段甚至电流平顶阶段逃逸电子的行为,较低的等离子体密度将会导致放电过程中比较强的逃逸电子辐射;低能逃逸电子辐射随着电流爬升率的增大而增强;低杂波辅助电流爬升可以有效地节约装置的伏秒数;降低放电过程中的环电压,可有效抑制逃逸电子的产生。     

托卡马克等离子体电流爬升阶段逃逸电子行为

分析了电流爬升阶段等离子体密度和电流爬升率对逃逸电子行为的影响,研究了低杂波辅助电流驱动条件下的逃逸电子辐射行为。结果发现:电流爬升阶段等离子体密度的大小严重影响了电流爬升阶段甚至电流平顶阶段逃逸电子的行为,较低的等离子体密度将会导致放电过程中比较强的逃逸电子辐射;低能逃逸电子辐射随着电流爬升率的增大而增强;低杂波辅助电流爬升可以有效地节约装置的伏秒数;降低放电过程中的环电压,可有效抑制逃逸电子的产生。     

提升等离子体初始密度抑制逃逸电子的实验研究

利用硬X射线诊断监测逃逸电子,研究了HT-7装置放电初始阶段不同等离子体初始密度对逃逸电子产生过程的影响。实验结果表明,提高等离子体初始密度能有效地抑制逃逸电子的产生。     

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利用硬X射线诊断监测逃逸电子,研究了HT-7装置放电初始阶段不同等离子体初始密度对逃逸电子产生过程的影响。实验结果表明,提高等离子体初始密度能有效地抑制逃逸电子的产生。     

提高等离子体密度抑制逃逸电子束不稳定性的实验研究

利用ECE电子回旋辐射和Ha线辐射等托卡马克物理诊断系统,研究了Slide-away放电过程中提高等离子体密度对非麦克斯维尔分布的逃逸电子所激发的逃逸电子束不稳定性影响作用。实验结果表明：在Slide-away放电模式下,提高等离子体密度能有效抑制逃逸电子束的不稳定性。     

提高等离子体密度抑制逃逸电子束不稳定性的实验研究

利用ECE电子回旋辐射和Ha线辐射等托卡马克物理诊断系统,研究了Slide-away放电过程中提高等离子体密度对非麦克斯维尔分布的逃逸电子所激发的逃逸电子束不稳定性影响作用.实验结果表明:在Slide-away放电模式下,提高等离子体密度能有效抑制逃逸电子束的不稳定性.     

Experimental observation of interaction of runaway electrons with lower hybrid waves in slide-away regime in the HT-7 tokamak

The characters of slide-away regime in the HT-7 tokamak have been investigated, and evidences that lower hybrid waves (LHW) are excited in slide-away regime are presented based on local fast electron bremsstrahlung (FEB) emission profile and FEB emission spectrum. The interaction of high energy runaway electrons with those excited LHW via anomalous Doppler resonance is analyzed and the resonance energy is derived with which the behavior of those relevant signals in the experiment can be explained very well. It is shown that this interaction can provide an effective way to reduce the damage to the machine caused by runaway electrons.     

Modulational instability of relativistic ion-acoustic waves in aplasma with trapped electrons

The association between the modified Korteweg-de Vries solitary wave and the modulationally unstable envelope solitary wave in a weakly relativistic unmagnetized plasma with trapped electrons is discussed. The effect of trapped electrons modifies the nonlinearity of the nonlinear Schrodinger equation and gives rise to the propagation of the modulationally unstable ion-acoustic solitary wave. The amplitude of the envelope solitary wave increases while the number of trapped electrons decreases. The velocity of the solitary wave decreases with increasing ionic temperature and increasing particle velocities. The ion oscillation mode, which satisfies the nonlinear dispersion relation, is also derived. The theory is applied to explain space observations of the solar energetic flows in interplanetary space and of the energetic particle events in the Earth's magnetosphere     

Modulational instability of dust-ion-acoustic waves in pair-ion plasma having non-thermal non-extensive electrons

The modulational instability (MI) criteria of dust-ion-acoustic (DIA) waves (DIAWs) have been investigated in a four-component pair-ion plasma having inertial pair ions, inertialess non-thermal non-extensive electrons, and immobile negatively charged massive dust grains. A nonlinear Schrödinger equation (NLSE) is derived by using reductive perturbation method. The nonlinear and dispersive coefficients of the NLSE can predict the modulationally stable and unstable parametric regimes of DIAWs and associated first and second-order DIA rogue waves (DIARWs). The MI growth rate and the configuration of the DIARWs are examined, and it is found that the MI growth rate increases (decreases) with increasing the number density of the negatively charged dust grains in the presence (absence) of the negative ions. It is also observed that the amplitude and width of the DIARWs increase (decrease) with the negative (positive) ion mass. The implications of the results to laboratory and space plasmas are briefly discussed.