HL—1装置几种杂质特性

本文叙述了用真空紫外光谱方法观测HL-1装置常规、器壁碳化和抽气孔栏三种放电条件下等离子体杂质的变化以及某些杂质的特性。     

HL—1装置交流放电碳化实验

一种交流放电原位碳化技术首次在HL-1装置环形真空室内壁进行了试验。碳沉积膜样品作了扫描电镜,俄歇电子能谱和二次离子能谱深度轮廓和成分分析。壁碳化前后托卡马克放电杂质可见光谱和真空紫外光谱强度对照分折表明,碳化壁状态下,孔烂和金属壁材料Mo和Cr等在等离子体中含量下降80％左右,而C,O等轻杂质量有所上升;氢粒子约束时间τ_p和再循环率系数R较裸金属壁状态大致增加20％。碳化壁经惰性气体He或Kr放电锻炼后,在托卡马克放电中壁表面显示出明显的抽吸作用。     

HL—1装置碳化和采用抽气孔栏时的可见辐射观测

本文描述了HL-1装置器壁碳化和采用抽气孔栏时,氢及杂质通量的变化情况;利用多道可见辐射的时空分布测量,得到了MARFE放电,在产生MARFE时,辐射热也相应增强。     

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。     

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—1M装置边缘等离子体特性研究

边缘和芯部等离子体的同时控制对优化托卡马克等离子体性能是重要的。边缘等离子体密度、温度和空间电位等通常采用朗缪尔静电探针测量,而旋转速度可用马赫探针测量。好的加料技术对于获得高性能等离子 体也很重要。在HL－1M装置上已开展了8发弹丸注入和分子束注入（MBI）加料实验,它能使等离子体产生中空的温度和电流密度分布,并容易获得高密度和良好的约束。本文主要介绍在低杂波电流驱动（LHCD）、多发弹丸注入和MBI三种典型放电中边缘等离子体参数的测量结果。     

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-1装置脉冲送气的数值研究

本文采用一维等离子体输运模型,研究了脉冲送气对HL-1装置等离子体的影响。脉冲送气使等离子体密度提高1—2倍,能量约束时间增长50％,离子温度也有所提高;脉冲送气过程中,等离子体边缘迅速冷却,电流通道收缩,中心区域电子温度平直化。     

HL—1装置边缘扰动特性研究—静电探针方法

本文针对HL-1托卡马克边缘等离子体扰动特性做了详细的研究。在低频范围内(2πω≤200kHz《ω_(ci)),装置边缘扰动为湍流扰动。孔栏附近悬浮电位扰动的相对量和密度扰动的相对量分别为40％和30％。频率较低时(2πω≤75kHz),扰动的相关性较强;频率较高时(2πω≥125kHz),相关性下降或呈现下降趋势。实验中还发现,在等离子体刮削层的扰动频谱宽度要大于等离子体柱边缘的谱宽度。最后，文中给出了粒子输流Γ随径向的分布，其值约在1.0×10~(16)cm(-8)、s~(-1)量级。由Γ值可心得到扩散系数经为D≈1.2×10~4cm~2·s~(-1),可以同玻姆扩散系数D_Bohm ≈1.0×10~4cm~2·s~(-1)进行量级上的比较。     

用钛吸气方法改善HL-1装置的等离子体性能

用钛吸气方法减少了HL-1托卡马克等离子体中的杂质和气体再循环率,使Z_(eff)降低到1.6;在程序控制送气技术的配合下,有效地控制了密度变化,获得线平均密度元_max=4.9×10~(19)m~(-3)的较高密度的稳定放电;成功地扩展了运行参数空间。     

HL—1装置等离子体密度控制的研究

本文分析了目前HL-1装置等离子体密度的控制方法。实验结果和分析表明,用控制粒子源、提供负源和改变通最的三种途径相结合来控制粒子数的变化,是一种有效的密度控制方法。     

HL-1装置等离子体平衡的实验研究

用对称磁探针测量了HL-1装置等离子体环的水平位移和垂直位移,经微机数据处理系统即时给出了位移随时间的变化曲线,并对装置的杂散场情况作了讨论。实验表明,平衡场和杂散垂直场的合成场能保证等离子体平衡在孔栏中心附近的位置。     

托卡马克粒子输运快速分析方法

测量了HL 1M装置上正弦周期调制馈气方法诱发的密度扰动 ,采用了简单的数值方法求解粒子输运方程来计算密度扰动 ,并与密度扰动的测量结果进行了比较。得出欧姆加热时等离子体芯部的粒子扩散系数为0 2± 0 .1m2 ·s- 1 ,边缘粒子扩散系数为 1 0± 0 .2m2 ·s- 1 。     

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装置杂质清除率的研究

本文比较了ECR,AC和TDC纯H_2放电清洗,TDC+ECR(AC)纯H_2组合放电清洗和ACH_2+Kr(Xe,Ne)混合气体放电清洗对HL-1装置真空壁的清洗效果;总结了1984—1989年度各种壁条件下,HL-1装置杂质平均清除率;从气体动力学方程出发,分析了实验结果。