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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。     

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用NaI闪烁体探测器组成的逃逸电子诊断系统和CdTe半导体探测阵列组成的快电子轫致辐射诊断系统,研究了一定等离子体密度条件下低杂波功率和等离子体电流对逃逸产生的影响以及一定低杂波功率下等离子体密度对逃逸电子产生的不同作用效果。根据实验数据计算了HT-7装置等离子体中电子逃逸的阈值电场和一定放电条件下电子逃逸的阈值能量。     

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。     

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利用硬X射线探测系统监测HT-7托卡马克装置中逃逸电子轰击到装置第一壁材料时所产生的高能硬X射线,研究了在放电平顶阶段提高等离子体密度对逃逸电子行为的影响。实验结果表明,通过提高放电平顶阶段等离子体密度,HXR强度迅速降到很低的水平,这意味着能有效减少这个阶段形成的逃逸电子的数目及能量。     

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。     

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.     

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.     

Investigation of the effect of electron cyclotron heating on runaway generation in the KSTAR tokamak

Wave enhanced runaway generation is expected to play an important role in the conversion of plasma current into runaway current during major disruptions. The fast electrons created by electron cyclotron heating (ECH) were used to study this issue in KSTAR. It is found that the fast electrons driven by ECH can enhance runaway production in the flat top phase with high loop voltage. The runaway current in disruptions was not enhanced by the ECH produced fast electron population due to the strong magnetic fluctuations which inhibited the generation of runaway electrons. It is found that a complete loss of existing REs during thermal quench has occurred in KSTAR limiter configuration discharges.     

Runaway Electron Measurements in the EAST Tokamak

An experimental study of runaway electrons in the EAST tokamak has been performed by a recently developed multi‐channel hard x‐ray diagnostics based on NaI(TL) scintillator detectors. It is found that in the current quench phase, the inductive loop voltage plays an important role in the generation of runaway electrons. And the avalanche mechanism was the main mechanism for runaway electrons after the disruptions. The distribution and transportation of runaway electrons were also investigated by multi‐channel hard x‐ray diagnostics. It is also found that the intensity of runaway electrons emission in the core plasma was much higher than those in the downside of the cross‐section, while the emission intensity of runaway electrons in the core plasma was almost the same. Calculated shrinking coefficient of runaway electrons emission after the plasma disruption was about 26 m/s according to the experimental data (© 2010 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

HT-7托卡马克slide-away放电充气对等离子体行为的影响

本文研究了slide-away放电条件下的等离子体约束性能;分析了充气对等离子体约束性能以及反常多普勒共振不稳定性的影响.研究了等离子体密度的提升对slide-away放电过程中逃逸电子辐射行为的影响.研究结果发现:slide-away放电充气可以抑制逃逸电子反常多普勒不稳定性,但是使得等离子体约束状态变差,逃逸电子辐射增强.     

逃逸电子和不稳定性波反常多普勒共振实验研究

利用电子回旋辐射诊断系统并结合其他相关诊断研究了HL-2A托卡马克中逃逸电子与波间的反常多普勒共振作用.结果显示:欧姆放电下提高等离子密度能抑制逃逸电子束的不稳定性,但等离子密度的再次降低导致逃逸电子又会激发不稳定性波,并耦合不稳定性波发生二次反常多普勒共振作用.利用统计方法分析了HL-2A上不同放电阶段逃逸电子反常多普勒共振阈值(ωpe/ωce)区间大致都在0.17-0.54范围内.此共振机制导致逃逸电子在速度空间被波散射,平行能量转化到垂直能量,pitch角增加,同步辐射功率增强,逃逸电子能量限制在反常多普勒效应的阈值能量附近.基于反常多普勒共振的逃逸抑制能有效减轻逃逸电子对装置第一壁的损坏.     

Suppression of runaway electrons by resonant magnetic perturbations in TEXTOR disruptions

The generation of runaway electrons in the international fusion experiment ITER disruptions can lead to severe damage at plasma facing components. Massive gas injection might inhibit the generation process, but the amount of gas needed can affect, e.g., vacuum systems. Alternatively, magnetic perturbations can suppress runaway generation by increasing the loss rate. In TEXTOR disruptions runaway losses were enhanced by the application of resonant magnetic perturbations with toroidal mode number n=1 and n=2. The disruptions are initiated by fast injection of about 3x10{21} argon atoms, which leads to a reliable generation of runaway electrons. At sufficiently high perturbation levels a reduction of the runaway current, a shortening of the current plateau, and the suppression of high energetic runaways are observed. These findings indicate the suppression of the runaway avalanche during disruptions.     

Comparative study of runaway electron diffusion in the rise phase of low qa and normal qa discharges in the SINP tokamak

The behaviour of runaway electrons in the SINP tokamak, which can be operated in a normal edge safety factor (q _a ) (NQ) discharge configuration as well as in a low q _a (LQ) configuration, was experimentally investigated, during the initial plasma generation phase. An energy analysis of the runaway electron dynamics in the rise phase of the SINP tokamak discharges was also made. A comparison of the runaway electron diffusion coefficients in NQ and LQ is carried out in this paper.