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。     

电子束入射改善托卡马克等离子体约束

 分析了电子束入射托卡马克等离子体表面后所发生的一系列物理过程,特别是电子束注入等离子体后在边界层形成平行电流和径向负电场,使等离子体由低约束模式向高约束模式,即L H模式转换中的作用。论证了当注入电子束的密度超过一定的阀值时,L H 模转换被触发。     

电子束入射改善托卡马克等离子体约束

分析了电子束入射托卡马克等离子体表面后所发生的一系列物理过程,特别是电子束注入等离子体后在边界层形成平行电流和径向负电场,使等离子体由低约束模式向高约束模式,即L H模式转换中的作用。论证了当注入电子束的密度超过一定的阀值时,L H 模转换被触发。     

HT-7铁芯超导托卡马克等离子体电流和水平位移多变量反馈控制

对有双层低温厚壁铜壳的铁芯超导托卡马克等离子体电流和位移反馈控制进行了分析,采用一种新颖的方法对铁芯饱和而引起的电磁参数非线性和时变性进行了处理,用等效正反串线圈模型代替厚壁铜壳,从而建立了HT-7超导托卡马克等离子体电流和水平位移反馈控制状态方程模型.并采用了检测中间状态变量进行补偿而达到解耦的目的,设计出了托卡马克等离子体位移和电流反馈控制系统,在实验中得到了很好的结果.该方法大大减少了反馈控制的计算工作量并提高了响应速度.使得铁芯、厚壁铜壳与线圈之间的强耦合给等离子体控制带来的困难迎刃而解. 关键词：     

HT-7U超导托卡马克极向场反馈控制系统

HL-7U超导托卡马克的极向场反馈控制系统是装置正常运行的重要保证。该控制系统以VXI总线机箱为基本单元、数字信号处理器为核心,组成反馈时间为2-4ms的高速实时反馈系统。简要地叙述了该系统的基本组成以及软件算法的研究。     

HT-7托卡马克大功率低混杂波电流驱动的实验研究

在HT-7超导托卡马克成功进行了大功率（P_LHW=100—800 kW,f=2.45 GHz）低混杂波电流驱动实验.研究了不同入射功率和等离子体密度下的低混杂波电流驱动效率.获得了以平均电子密度增加、氘阿尔法（D_α）线辐射减少为特征的粒子约束改善;粒子约束时间τ_p增加了约1.5倍.仔细研究了能量约束时间与等离子体密度和低混杂波功率的关系. 关键词： 托卡马克 低混杂波 约束改善 电流驱动效率     

HT-7超导托卡马克边界等离子体参量及其涨落的实验研究

利用径向可移动朗缪尔三探针和马赫探针对HT-7超导托卡马克边界等离子体参量及其涨落进行了空时空分辨测量.给出了欧姆放电及其与低杂波电流驱动共同作用下边界等离子体电位φ_p、电子温度T_e和电子密度n_e及其涨落的径向分布.实验表明,在限制器附近,存在一由E_r×B确定的极向旋转速度剪切层.在剪切层内,T_e和n_e分布较陡,且φ_p,T_e和n_e的相对涨落水平下降明显.这说明剪切层对边界区的等离子体涨落具有抑制作用.低杂波驱动使径向电场梯度变陡,从而使剪切程度加深但对剪切层宽度无影响.此外,测量表明等离子体环向速度马赫数M_φ存在径向梯度.环向流的这种径向梯度可能是形成径向电场所需的平均极向流的一种重要驱动源 关键词： 托卡马克 边界涨落 低杂波驱动     

HT-7U超导托卡马克装置装配方案概述

HT-7U超导托卡马克核聚变实验装置的科研目标是建造一个具有非圆截面的大型超导托卡马克装置,用来开展稳态、安全、高效运行的先进托卡马克聚变反应堆基础物理问题的实验研究。讨论了HT-7U装置主机关键部件的构成,装配过程中对各关键部件装配的精度要求,建立了总装测量系统确保关键部件的装配精度。     

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。     

HT-7U托卡马克装置中超导螺管模型磁体的设计与实验研究

介绍了 TH- 7U超导 Tokamak核聚变装置中超导螺管模型磁体的设计过程及其电磁与力学性能分析。并通过对其进行的大型超导试验获得了一些重要参数 ,这些参数的取得将对 HT-7U装置中超导磁体的工程设计具有很重要的指导意义。     

Effect of shear equilibrium flow in Tokamak plasma on resistive wall modes

A code named LARWM with non-ideal magnetohydrodynamic equations in cylindrical model is used to describe the instability in Tokamak plasma surrounded by a conducting wall with finite resistivity. We mainly take three factors related to the shear equilibrium plasma flow into consideration to study the stabilizing effect of the shear flow on the resistive wall modes (RWMs). The three factors are the velocity amplitude of flow, the shear rate of flow on plasma surface, and the inertial energy of equilibrium plasma flow. In addition, a local shear plasma flow is also calculated by the LARWM code. Consequently, it is found that the inertial energy of the shear equilibrium plasma flow has an important role in the stabilization of the RWMs.     

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.     

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.     

磁约束等离子体推进器磁体系统的电磁力和机械应力分析

根据磁约束等离子体推进器磁体系统的设计参数,通过ANSYS有限元分析软件在电磁-结构耦合场方面的计算,得到磁体系统的轴向电磁力和机械应力的分布。计算超导磁体在通电情况下,磁体中平面上所有节点所受的轴向电磁压缩力以及磁体间的相互作用力;计算出磁体外层用不锈钢钢丝加固前后机械应力分布情况的变化。