HL—1M装置改善能量约束实验中反磁测量结果

本文叙述了ＨＬ－１Ｍ装置上利用偏压电极 、弹注入和分子束注入改善等离子体能量约束的放电实验。     

HL-1M装置等离子体约束时间

强调了托卡马克等离子体的约束时间是等离子体粒子损失或热能损失的特征时间,评述了有关物理概念和实验现象分析了方面的问题,并应用于HL－1M装置等离子体。     

HL－1装置辅助加热等对能量约束的影响

在ＨＬ－１托卡马克上进行了辅助加热、加料、电流驱动的物理实验研究。在改善等离子体约束方面，某些实验取得了较好的结果。在适当的稳定放电条件下，低杂波电流驱动和弹丸注入辅助加料，均能使等离子体能量约束得到一定程度的改善，与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间提高了约３０％。在电子回旋共振加热等离子体实验中，等离子体总能量明显增加，但与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间减少了约２０％。     

HL—1装置辅助加热等对能量约束的影响

在ＨＬ－１托卡马克上进行了辅助加热，加料，电流驱动的物理实验研究。在改善等离子约束方面，某些实验取得了较好的结果。在适当的稳定放电条件下，低杂波电流驱动和弹丸注入辅助加料，均能使等离子体能量约束得到一定程度的改善，与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间提高了约３０％。在电子回旋共振加热等离子体实验中，等离子体总能量明显增加，但与相同密度条件下的欧姆加热放电相比，能量约束时间减少了约２０％     

用光谱方法研究HL—1装置的不同约束模式

在Ｈ模式和高密度模式下，用光谱研究了ＨＬ－１等离子体的约束状况，实验表明，在这两种模式下粒子约束时间都有明显改善。     

基于神经网络的托卡马克能量约束时间预测

使用机器学习理论中的神经网络方法,根据通用逼近原理对能量约束时间的复杂函数进行逼近,采用托卡马克装置的典型实验数据,设计一种组合结构的神经网络。通过大量的调参试验,给出一套性能最好的参数组合,并与传统幂指数形式的多元线性回归方法进行准确性和数据集迁移能力的比较。结果表明：神经网络模型对于能量约束时间的预测准确率更高,回归性能更好,且具有一定的抗噪声能力,更适合作为能量约束时间的定标或预测工具。     

托卡马克等离子体中的能量约束和H模

研究了如何维持和控制高约束模 (H模 ) ,结果实验和理论分析都表明托卡马克中的径向电场Er 是L H模转变的触发因素。     

KT—TC托卡马克上不同限制器偏压下等离子体p约束改善的实验研究

在ＫＴ－５Ｃ托卡马克上，采用多块组合的可偏压限制器控制等离子体边缘电场，进行了改善等离子体的边缘参数及其机制的研究。实验显示，限制器的正、负偏压都能改变等离子体电位，但正偏压更胶儿，能有效地建立边缘电场，进而抑制边缘扰动改善等离子体约束。利用可移动静电探针，测得正偏压期间边缘电子温度Ｔｅ（ｒ）、电子密度ｎｅ（ｒ）、空间电位Ｖｐ（ｒ）分布变陡，与计算得到的边缘粒子通量Г（ａ０）减少，整体粒子约束时间     

托卡马克能量约束及自举电流效应的初步考虑

基于Lee等人的离子温度梯度模导致的反常热能输运系数,本文研究了辅助加热托卡马克等离子体的能量约束行为,并对自举电流的效应作了初步考虑。结果表明,计算得到的能量约束时间随等离子体电流I_p和托卡马克大半径R增大而增长,随注入功率P_t、环向场B_t以及等离子体小半径α的增大而缩短。这些结果与Kaye-Goldston的经验约束定标具有相同的趋势。自举电流的存在总是导致能量约束时间的增加,当自举电流与总电流的比值γ较小时,能量约束时间的增加率约为γ/2。此外,自举电流将造成锯齿反转半径的减小。     

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装置的反磁磁通测量

本文简要地叙述了HL-1装置上等离子体反磁磁通测量,由此推算β_p、平均能量、能量约束时间的原理和方法,给出了典型放电的测量和计算结果。     

用光谱方法研究HL－1装置的不同约束模式

在Ｈ模式和高密度模式（ＨＤＭ）下，用光谱方法研究了ＨＬ－１等离子体的约束状况。实验表明，在这两种模式下粒子约束时间都有明显改善．     

HL—1装置等离子体粒子平衡的光谱研究

本文描述HL-1装置器壁碳化,观察了碳化前后氢的约束时间和再循环现象,同时还观察了加抽气孔栏条件下粒子约束时间和再循环的变化。实验表明,碳化后氢的再循环增大,使用抽气孔栏可以控制壁附近边缘等离子体的粒子密度,粒子约束时间比不用抽气孔栏增大17.7％,再循环系数减小13.2％。     

HL—1装置边缘参量的光谱学研究

用光谱学方法测量了HL-1托卡马克等离子体中性氢原子密度n_0的时空分布,氢原子流入通量Г_0。粒子约束时间τ_p及再循环系数R等,测得n_0约为10~9—10~(11)cm~(-3),Г_0为10~(15)—10~(16)cm~(-2)·s~(-1),τ_p为几毫秒到几十毫秒,R≈0.8。根据多次放电实验数据得到了有关的定标关系。实验表明,孔栏半径的大小对氢原子流入通量及粒子约束时间都有显著影响。孔栏在粒子再循环方面起主要作用。     

HL—1M装置等离子体中类锯齿电子密度振荡

在欧姆放电和低杂波电流驱动（ＬＨＣＤ）及激光吹气注入杂质的联合实验中,首次在ＨＬ－１Ｍ 装置上观测到了与软Ｘ射线对应得非常好的锯齿型密度振荡。这种类锯齿型的密度振荡存在于低杂波电流驱动与激光吹气等离子体中。分析表明,该锯齿不是通常的ｑ ＝ １ 有理面上的锯齿,而是在低杂波与杂质共同作用下产生的类锯齿型的密度振荡。一种可能的机制是低杂波电流驱动下杂质的中心积累及崩塌引起的扰动磁场导致了快电子的损失,从而使得密度发生振荡     

剖面不变性、反常电子热导及托卡马克装置约束性能分析

本文根据电子温度剖面不变性这一基本实验现象,通过分布量决定的广义对流能流的引入及其与局部量决定的局部反常电子热导关系的分析,在不涉及等离子体整体能量输运物理机制的情况下,给出了托卡马克装置约束性能更可信的描述方式。