HL—1托卡马克低杂波电流驱动的数值分析

本文用多次反射的低杂波射线轨迹理论,分析了HL-1托卡马克低杂波电流驱动可能出现的问题,并提出了解决这些问题的方法,根据HL-1托卡马克的运行参数,确定了低杂波波谱的最佳选择。     

HT-6B托卡马克参数下低杂波驱动电流的密度窗口

在简晰的物理模型下,采用数值方法,研究了HT-6B托卡马克参数下的低杂波射线轨迹,波谱移动,功率吸收和驱动电流分布。结果表明,存在着驱动电流的密度窗口,即仅在一定的等离子体密度范围内才能驱动电流(通常在理论和实验上仅注意到驱动电流的密度上限)。文中对这种密度窗口的存在给予了物理解释,并进而讨论了影响驱动电流效率的主要因素。 关键词：     

托卡马克低杂波电流驱动的反馈控制研究

低杂波电流驱动的反馈控制系统已经建成，并在ＨＴ－６Ｂ托卡马克的纯低杂波电流驱动实验中得到应用。通过实时调节微波注入功率，由微波驱动并维持的等离子体电流变比率被成功地控制住。实验中，在等离子体密度、纵场及水平位移均存在波动的情况下，得到了２０ｈＡ的电流平台，其维持时间为加波的２０ｍｓ脉宽。     

利用低杂波改善约束的实验研究

介绍了在HT-6M托卡马克上,利用双低杂波的组合,成功地实现了准稳态的高约束模式运行. 能量约束时间提高两倍以上,粒子的约束在较高密度下依然改善3倍以上.通过应用波扩散及 电流径向扩散方程计算低杂波电流传播的方法,对一组典型的数据进行数值模拟.计算表明 ,在HT-6M低杂波实验中,由于纵场较低,密度较高,低杂波的能量沉积在离磁轴较远的位 置,使等离子体电流密度分布成为反剪切位形,内部输运垒地形成,大大提高了等离子体的 约束状况.实验数据也给出了反剪切的证据. 关键词： 托卡马克 低杂波 约束改善     

关于HL—1托卡马克的低杂波电流驱动效率

在一些ＨＬ－１托卡马克的低杂波电流驱动实验中，驱动效率对低杂波注入功率和等离子体电子密度等参数的依赖关系很分散。分析表明，其可能原因是驱动电流的计算不够精确，携带电流的快是电子相当的部分逃离等体后损失到也栏或真空室壁上，以及放电的重复性差等。本文对这些问题进行了仔细的讨论。     

低杂波驱动的加速效应

将描述低杂波驱动电流的福克-普朗克方程推广到包含径向运动时,方程中将出现一个加速项。本文着重考察这个加速效应对波驱动的速度扩散和径向输运的影响。 关键词：     

低杂波电流驱动等离子体的电导

本文研究了由于欧姆电场与驱动电流的低杂波场相互作用造成的影响等离子体电导的两个物理机制。重新推导了电子响应方程并求出了低杂波电流驱动场引起的等离子体电导增量。与没有考虑到这两个物理过程的结果相比,电导增量改变了2/(1+D_c)倍。     

关于HL－1托卡马克的低杂波电流驱动效率

在一些ＨＬ－１托卡马克的低杂波电流驱动（ＬＨＣＤ）实验中，驱动效率对低杂波注入功率和等离子体电子密度等参数的依赖关系很分散。分析表明，其可能原因是驱动电流的计算不够精确，携带电流的快电子的相当部分逃离等离子体后损失到孔栏或真空室壁上以及放电的重复性差等。本文对这些问题进行了仔细的讨论     

HT-7装置新低杂波相控波导阵天线及其微波特性测量

介绍了HT－7装置新低杂波天线的结构。根据天线波导的特殊结构，设计了一些必要的测量器件（过渡波导和测量多结波导阵的波导－同轴转换器），并提出了新天线的测量方案，给出了测量结果及其功率谱计算结果。     

电子温度对HL—1托卡马克低杂波电流驱动的影响

本文利用较简单的计算模型计算低杂波沿射线轨迹的能量沉积和电流分布。结果表明，当等离子体中心电子温度不太高（Ｔｅ〈１ｋｅＶ）时，边缘冷等离子体区电子－离子碰撞吸收的能量占相当大的比例，因此电流驱动效率较低。提高中心和边缘电子温度，将较大幅度地增加低杂波电流驱动效率，从而可解释为什么在小托卡马克中低杂波电流驱动效率比在大、中型托卡马克中小得多。     

微波激励源方案设计

在托卡马克实验装置上进行等离子体低杂波电流驱动和加热实验，需要输入兆瓦量级的微波功率。这是由多只大功率速调管并联运行而实现的，而这些速调管需要前级微波激励源进行驱动。我们目前使用的微波激励源经过十几年的使用，元器件老化和磨损严重，导致了整个设备工作性能的明显下降，不能满足低杂波电流驱动和加热实验的多管并联运行的实验要求。因此有必要设计一个新的微波激励源，工作部件全部采用固态微波器件，稳幅控制。模块化设计采用多路输出，新增加微波相位多路控制，以满足以后实验中低杂波电流驱动和加热两种不同工作方式的需求。     

中国环流器新一号（HL—1M）装置研制

ＨＬ－１Ｍ装置是由ＨＬ－１托卡马克改建成的，从１９９４年１０月起，已成功地投入运行。它们是一个中型圆截面托马克装置，但去掉了铜导体壳，以 便以地等 体进行高功率辅助加热，低杂波电流驱动和弹丸注入等研究。     

低杂波驱动中增强的电子回旋辐射

本文基于三波共振相互作用，研究了低杂波驱动的高频电磁辐射。Ｖｌａｓｏｖ方程的导向中心形式被用来推导包括动力效应的耦合系数。在小ｋｚ近似下，给出了耦合系数中的所有速度积分。对一般非线性色散关系进行了详细理论分析，结果表明：（１）低杂泵浦波可以激发电子Ｂｅｒｎｓｔｅｉｎ波，并伴随高频电磁辐射；（２）以这种方式激发的电磁辐射是一种热电子回旋辐射，辐射强度随着等离子体温度和密度的增加而增加。这样我们可以假定，本非线性不稳定性可以成为低杂波驱动中增强电子回旋辐射及等离子体电子回旋辐射的起因。     

EAST装置低杂波电流驱动效率分析

在EAST上通过分析剩余环电压与低杂波功率之间的关系,计算得到了低杂波电流驱动效率。采用归一化功率,即功率对等离子体电流、电子密度、等离子体大半径以及有效电荷数归一化,将所有数据绘制在同一曲线中,这样可以得到不同等离子体参数下的低杂波电流驱动效率。实验得到低杂波电流驱动效率η₀=(0.5~1.3)×10¹⁹ A.m^-2.W^-1,在等离子体电流I_p=277kA、低杂波功率P_LH=681kW条件下,实验得到长达3s的低杂波全波驱动。     

托卡马克中电子回旋波与低杂波协同驱动的物理研究

揭示了电子回旋波与低杂波协同驱动等离子体并获得协同电流的机理. 从物理上阐述了双波协同驱动在相空间上和在电流剖面上所需满足的匹配关系. 通过计算机模拟研究展示了协同驱动的净增电流与波功率之间存在的非线性关系, 并对其给出了物理上的解释.本文工作将为相关实验的设计和分析提供物理上的支撑.     

用低杂波驱动电流的等离子体电导率

本文用Liu的低杂波驱动电流模型,导出了弱场近似下低杂波驱动电流的等离子体电导率。结果表明,电导率对磁场B_0,电子密度n_0,以及电子温度T_e非常敏感。而这些参量决定着共振电子的数目和速度。