CT-6托卡马克研究(Ⅱ)——物理实验结果

本文报道了CT-6托卡马克装置在四万多次放电实验过程中观察到的现象和从大量数据中得到的一些规律性。这些实验结果分属于:平衡稳定等离子体的获得,等离子体形成阶段的特性,杂质和等离子体壁相互作用等几个主要方面。 关键词：     

CT-6托卡马克研究(Ⅰ) 实验装置的研制和调试

托卡马克是一种产生高温环形等离子体的聚变实验装置,也是一类复杂的现代化的电物理装备。CT-6是我国首先投入运行的小型托卡马克装置,其主要参数为:大半径45cm;小半径9.2cm;环向磁场2TL;等离子电流30kA;经过调试阶段,达到了预期目标,产生了平衡、稳定的电子温度为250eV左右的环形高温等离子体。CT-6由电磁系统(包括环向场、涡旋场、平衡场)、超高真空系统(包括环形真空室和抽气机组)、电源控制系统和诊断测量系统等部份组成,它是由中国科学院物理研究所、电工研究所及其他许多单位协作研制成功的。 本文描述CT-6装置的设计、结构、工程研制和调试过程,以及有关的试验结果。     

CT-6托卡马克研究(Ⅰ)——实验装置的研制和调试

托卡马克是一种产生高温环形等离子体的聚变实验装置,也是一类复杂的现代化的电物理装备。CT-6是我国首先投入运行的小型托卡马克装置,其主要参数为:大半径45cm;小半径9.2cm;环向磁场2TL;等离子电流30kA;经过调试阶段,达到了预期目标,产生了平衡、稳定的电子温度为250eV左右的环形高温等离子体。CT-6由电磁系统(包括环向场、涡旋场、平衡场)、超高真空系统(包括环形真空室和抽气机组)、电源控制系统和诊断测量系统等部份组成,它是由中国科学院物理研究所、电工研究所及其他许多单位协作研制成功的。本文描述CT-6装置的设计、结构、工程研制和调试过程,以及有关的试验结果。 关键词：     

CT-6B托卡马克微波预电离实验

用迴旋管产生的大功率微波在电子迴旋频率的基频及二次谐波频率进行了托卡马克放电的预电离实验。实验证明,这种预电离方法比一般的预电离方法的击穿气压低,击穿电压及放电初期所耗费的变压器磁通也低得多。基频共振较二次谐波共振的效果好。 关键词：     

CT-6B托卡马克的电子迴旋波加热实验

分别使用频率为34.34GHz和20.1GHz的迴旋管系统从外侧和顶端注入微波,对CT-6B托卡马克等离子体加热,均观察到明显的加热效果。分析表明两者有不同的加热机制。前者主要属于O模的共振加热;后者为X模的非共振-高密度加热,其机制可能来源于高密度截止层附近的非线性现象。在两种实验中,都观测到称为二次加热的非线性加热现象。它们可能分别来自不同的物理机制。     

CT-6B托卡马克的锯齿模拟

一、基本方程与计算方法 1.锯齿模式锯齿上升部分可做如下解释,焦耳加热使电流分布变尖,q减小,致使m=1的撕裂模变得不稳定,磁岛将增长。r_s是q=1处的半径,由下式给出 q(r_s)=1. (1) 磁岛宽度由给出。式中W_o为初值,Y是m=1/n=1模的线性增长率     

CT-6托卡马克电子回旋辐射测量

本文报道了测量CT—6托卡马克二次谐波非寻常模的电子回旋辐射的实验结果及局部等离子体的电子温度Te随时间变化。通过改变装置纵场B_T值得到Te的空间分布。与硬X射线测量比较,确定了CT-6装置在电流上升阶段经常出现的逃逸电子辐射现象。本文也给出了实验中所观察到的等离子体内部MHD不稳定性所引起的辐射锯齿形扰动。     

CT-6B托卡马克等离子体密度涨落的测量

采用光学多道探测系统，观测了ＣＴ-６Ｂ托卡马克等离子体密度涨落的幅度、频率特性和相关性以及它们的空间分布．结果表明：等离子体密度涨落的幅度为１０％—９０％，边缘区的涨落幅度高，中心区的涨落幅度低；无论边缘区还是中心区的功率谱均为连续谱；并发现边缘区的涨落具有时断时续的局部相关结构，每次相关持续的时间为０.２—０.５ｍｓ，空间尺度为０.５—１ｃｍ．     

托卡马克装置反馈稳定区(Ⅱ) 实验部份

本文给出在CT-6B托卡马克装置上同时用两套快速反馈系统,加热场反馈系统和垂直场反馈系统,所得的各种反馈稳定区实验结果,并与理论计算结果进行了比较,实验的稳定区稍小于理论值。     

CT-6B托卡马克的红宝石激光90°汤姆逊散射实验

本文描述了CT-B托卡马克的红宝石激光90°汤姆逊散射系统概况,讨论了等离子体的汤姆逊散射谱轮廓、电子温度T_e和电子密度n_e的测量,给出测量结果,并与微波干涉测量结果进行了比较。 关键词：     

CT-6B托卡马克等离子体的真空紫外光谱

用一米掠入射真空紫外光谱仪拍摄了CT-6B托卡马克等离子体的杂质光谱,波长区为1580—550?和460—43?。观察到限制器材料钼的谱线MoⅧ234.314?,235.510?和237.215?,以及低Z杂质C,N,O的谱线。它们的最高电离阶分别为MoⅧ,OⅦ,CⅣ和NⅤ。在这些杂质光谱中,OⅤ和OⅥ谱线出现得多而且强,说明氧是CT-6B等离子体的主要杂质,它的线辐射在CT-6B辐射损失中占主要部分。观察到的最短波长为OⅦ 21.6020?和21.804?的二级谱。由MoⅧ和OⅦ谱线的出现可以估计出CT-6B等离子体平均电子温度约为140eV。在所观察波长区内,未发现真空室壁材料Fe,Ni,Cr,Ti等杂质的谱线。 关键词：     

托卡马克装置反馈稳定区(Ⅱ)——实验部份

本文给出在CT-6B托卡马克装置上同时用两套快速反馈系统,加热场反馈系统和垂直场反馈系统,所得的各种反馈稳定区实验结果,并与理论计算结果进行了比较,实验的稳定区稍小于理论值。 关键词：     

CT-6B托卡马克等离子体角向转动的光谱测量

利用高分辨光谱测量系统，根据杂质离子谱线ＯⅡ４６４.２ｎｍ，ＣⅢ４６４.７ｎｍ和氢Ｈα谱线的多普勒位移，测量了ＣＴ-６Ｂ托卡马克等离子体角向转动速度的径向分布．结果表明：杂质离子的角向转动速度的方向在等离子体内部为电子逆磁漂移方向，其线速度在小半径约９ｃｍ处达到极大值３.５ｋｍ／ｓ；在接近孔阑ｒ＝１０ｃｍ处，反转为离子逆磁漂移方向．由此导出等离子体内部的径向电场向里，其最大值为１８Ｖ／ｃｍ．中性氢原子只存在其方向为电子逆磁漂移方向的角向转动分量，其数值较杂质离子谱线所得结果要低．最后对所得的结果作了初步的讨论 关键词：     

CT-6B托卡马克装置反常电子热导测量

在CT-6B托卡马克装置上,使用软X射线探测器阵列,测量了磁流体内破裂引起的温度锯齿扰动。经对扰动信号的幅度、周期、相位等分析,计算出不同半径处的平均电子热导系数。实验结果比新经典理论值大一个数量级,证明了CT-6B装置等离子体电子热导的反常性。实验表明,磁流体扰动明显加速能量输运,电子热导随扰动幅度增加而增加。 关键词：     

在CT-6B托卡马克上用氰化氢激光测量电子密度

用远红外激光测量等离子体电子密度的原理,曾有过报道.当一束远红外激光通过等离子体时,因为等离子体的折射率n<1,即在等离子体中电磁波传播的相速度大于光速c,所以远红外激光通过等离子体之后,其相位比通过同样的真空路程有一个移动.设这个相位移动为△Φ,则有式中c为光速,e为电子电荷,me为电子质量,。为远红外激光频率,L为光束通过等离子体的距离,刀杠)为。处的电子密度.*)式要 Iffxel。\tx-、,- v x～M(DNtn,Hopton“I——I,eq\InwhJ[]U*、————一口】7广下I 一pL J””“”“——“”一 \m,,本征频率. 对于氰化氢(HCN)激光,波…     

CT-6B托卡马克装置中软X射线辐射及扰动

软X射线诊断是研究托卡马克等离子体不稳定性的重要手段。本文给出用Au(Si)面垒探测器阵列测量CT-6B托卡马克等离子体软X射线的结果,以及各种等离子体不稳定性时的软X射线辐射空间分布特性。 关键词：     

CT-6B装置电子密度初步测量结果

一、系统的研制及实验室模拟实验结果 为了测量CT-6B装置电子密度,根据我国现有条件、加工工艺水平以及对目前CT-6B装置电子密度的理论估算,我们决定采用微波波长4毫米单道系统。为了与4毫米干涉观测结果相对比,也同时做了8毫米微波条纹干涉仪,构成一个综合性系统。将副路关闭即成吸收仪系统,系统方框图如图1所示。     

CT-6B托卡马克装置上电流上升阶段电子温度的光谱测量

在CT-6B托卡马克装置上,用一米掠入射真空紫外单色仪测量了氧杂质各阶离子OII-OVI的谱线辐射的时间变化,用HCN远红外激光干涉仪测量了电子密度的时间变化。利用谱线时间史的方法,由谱线起始时间估算了放电初期电流上升阶段电子温度的时间变化。用数值计算分别考察了氧杂质进入通量和约束时间对谱线峰值强度和起始时间的影响。估算得到的电子温度在放电开始后0.36,0.56,0.66,0.90和1.4ms,分别为3.6,5.6,7.3,10.8和21eV,它们反映了放电初期等离子体中心区电子温度的变化。 关键词：     

CT-6托卡马克装置等离子体紫外和可见光谱中谱线的认证

等离子体光谱的认证是等离子体光谱诊断工作的第一步。我们用WPG-100平面光栅摄谱仪在2000—5000拍摄了CT-6托卡马克等离子体的积分光谱。测定了75条谱线的波长,认证了它们的归属。氧线共66条;35条属于OⅡ的11种跃迁,12条属于OⅢ的5种跃迁,10条属于OⅣ的两种跃迁,3条属于OⅡ的1种跃迁。氮线共6条:2条属于NⅡ的两种跃迁,另二条属于NⅢ的一种跃迁,还有2条属于NⅣ的1种跃迁。有3条线属于CⅢ的1种跃迁;还有4条C_rⅠ线。此外,由于氢是工作气体,HⅠ巴尔麦线系中的H_β和H_γ也出现在光谱中。     

Hα线观测CT-6B托卡马克交流运行时的等离子体行为

首次采用光学多道诊断系统，通过Ｈα线的观测，研究了托卡马克交流运行期间等离子体的时空行为。结果发现：在电流过零处，等离子体未完全熄灭，使得电流转换后不需要第二次击穿。等离子体的时空行为与电流波形有关。