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。     

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.     

低杂波电流驱动下HT-7超导托卡马克逃逸电子行为

 HT-7托卡马克的逃逸电子诊断系统由CdTe,BGO,Na三种探测器组成,可以用来观测逃逸电子撞击托卡马克第一壁材料产生的硬X射线轫致辐射,它的能量响应范围是0.3~1.5 MeV。结合电子回旋辐射、中子等诊断手段,研究了HT-7超导托卡马克在低杂波电流驱动下的逃逸电子行为。实验结果显示：高功率低杂波的关断和低功率低杂波的投入都会增强逃逸电子的产生,但是如果低杂波可以将等离子体环电压降低到逃逸的阈值电场以下,低杂波的投入就可以抑制电子的逃逸。逃逸电子的产生还和低杂波功率有着密切的关系,可以通过控制低杂波的投入和关断的时刻以及改变低杂波功率来抑制逃逸电子的产生。     

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.     

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。     

HT-7托卡马克等离子体slide-away放电研究

在HT-7托卡马克上,只在等离子体放电击穿阶段充气,击穿后关闭充气阀门,让装置内真空室器壁的出气维持放电的进行,通过密度衰减实现了slide-away放电.实验分析了不同等离子体电流平台下的slide-away放电模式的密度阈值,以及相同充气量的条件下放电等离子体电流对实现slide-away放电的影响.研究了slide-away放电模式下密度提升对等离子体放电状态的影响.结果发现,slide-away放电模式下的密度提升使得H_a线辐射强度增强,等离子体中超热电子的约束性能变差,等离子体芯部的超热电子减少,高能逃逸电子厚靶轫致辐射增加. 关键词： slide-away放电 托卡马克 等离子体 逃逸电子     

HT-7托卡马克等离子体欧姆放电时电子热扩散系数的研究

主要介绍从能量平衡分析来研究HT-7托卡马克等离子体电子的热扩散系数.研究结果表明,HT-7托卡马克等离子体电子的热传导损失是主要的能量损失,热对流损失不及欧姆输入功率的1%,可以忽略.电子的反常热扩散系数随半径的增大逐渐增大,且比新经典理论预言的大2个量级.同时研究了壁处理硅化后的电子热扩散系数.结果显示,硅化后,在等离子体外围区域(r/a>0.5)电子的热扩散系数降低,从而等离子体能量约束得到改善 关键词： 托卡马克 欧姆放电 电子热扩散系数     

HT-7 Tokamak离子回旋波和低杂波等离子体逃逸电子行为研究

HT-7 Tokamak拥有离子回旋波(ICRF)和低杂波(LHW)两套加热系统.ICRF主要对加热离子有比较好的加热效果,LHW则主要是通过电子Landau阻尼加热电子.除此之外,在ICRF和LHW协同加热的条件下,可以对等离子体产生更有效的加热效果,增加等离子体的聚变反应截面,增加聚变中子产额.本文报道了LHW对改善ICRF和等离子体耦合的重要作用,ICRF和LHW加热等离子体中电子温度随时间的演化过程,计算了放电过程中电子逃逸的阈值能量,分析了逃逸电子的产生过程,以及放电过程中的中子产额.研究结果发     

Electron temperature fluctuation in the HT-7 Tokamak plasma observed by electron cyclotron emission imaging

The fluctuation of the electron temperature has been measured by using the electron cyclotron emission imaging in the Hefei Tokamak-7 (HT-7) plasma. The electron temperature fluctuation with a broadband spectrum shows that it propagates in the electron diamagnetic drift direction, and the mean poloidal wave-number $\bar{k}_{\theta}$is calculated to be about 1.58 cm^-1, or \bar{k}_θ ρ_s≈ 0.34. It indicates that the fluctuation should come from the electron drift wave turbulence. The linear global scaling of the electron temperature fluctuation with the gradient of electron temperature is consistent with the mixing length scale qualitatively. Evolution of spectrum of the fluctuation during the sawtooth oscillation phases is investigated, and the fluctuation is found to increase with the gradient of electron temperature increasing during most phases of the sawtooth oscillation. The results indicate that the electron temperature gradient is probably the driver of the fluctuation enhancement. The steady heat flux driven by electron temperature fluctuation is estimated and compared with the results from power balance estimation.     

HT-7超导托卡马克调制电流改善等离子体约束

 在HT-7超导托卡马克上进行了电流调制改善等离子体约束物理实验，获得了初步的实验结果。对电流调制时的径向电场进行了数值计算和讨论。当等离子体环向电流以适当的频率和幅值周期性调制时，低模数的磁流体不稳定性得到明显的抑制，等离子体中心电子温度增加了33%，等离子体电子密度分布明显陡化，能量约束时间增加了27%~45%。杂质辐射周期性减少,粒子约束时间增加了2倍。在等离子体边界产生更强的径向负电场。     

Measurements of electron density and plasma current distributions in Tokamak plasma

A submillimeter-wave, phase-modulated polarimeter/interferometer is used for simultaneous time-dependent measurement of line-averaged electron density and poloidal field-induced Faraday rotation along chords of the plasma column in ISX-B tokamak. Heterodyne detection and hollow dielectric waveguide are utilized to achieve the high sensitivity required for the multichord experiment. A data analysis code has been developed to reconstruct the asymmetric distributions of plasma density. The validity of the code is examined, and the result shows good agreement with density profiles measured by Thomson scattering.Work sponsored by the Division of Magnetic Fusion Energy, U.S. Department of Energy, under contract W-7405-eng-26 with the Union Carbide Corporation.     

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.     

纳秒脉冲气体放电中逃逸电子束流的研究

经典的放电理论(Townsend和流注理论)不能很好地解释纳秒脉冲放电中的现象,近年来基于高能量电子逃逸击穿的纳秒脉冲气体放电理论研究受到广泛关注,有研究发现,高能逃逸电子是纳秒脉冲气体放电中的新特征参数,本文研制了用于测量纳秒脉冲放电中逃逸电子束流的收集器,并对脉宽3—5ns、上升沿1.2—1.6 n8激励的大气压纳秒脉冲气体放电中逃逸电子束流进行了测量,收集器采用类似法拉第杯的原理,利用金属极收集纳秒脉冲放电中的高能电子,并转换为电信号后由示波器采集,为了获得更好的逃逸电子束流波形,对逃逸电子束流收集器进行了优化设计,提高了收集器的阻抗匹配特性,基于上述的逃逸电子束流收集器,研究了纳秒脉冲气体放电中逃逸电子的特征,实验结果表明,所设计的收集器可以有效地测量到逃逸电子束流,改进设计后收集器测得的逃逸电子柬流的时间分辨率和幅值均得到提高,施加电压约80 kV时,大气压空气中的逃逸电子束流幅值可达160 mA,脉宽小于1ns,多个脉冲激励放电的结果表明逃逸电子束流收集器具有较好的可靠性,其瞬态响应与时间分辨率比较稳定。