HL-2A装置中的带状流三维特性研究和探针设计

HL-2A装置边缘等离子体测地声模带状流的三维特征采用外中平面上三组三台阶探针阵列组成具有环向、极向和径向分辨的独特结构的探针系统进行了研究.其中两组具有极向距离为65mm的三台阶5探针阵列组成极向带状流10探针组,另一组电动式带状流6探针阵列与带状流10探针组之间的环向距离为800mm. 此外,采用快速往复气动6探针组研究了磁分界面附近的温度、密度、雷诺协强及其径向分布.在HL-2A装置上同时观测到测地声模带状流(频率f=7kHz)的极向和环向对称性(m≈0,n 关键词： 三台阶式ZF探针 带状流 三维空间结构     

Analyses of edge plasma characteristics in HL-2A

The edge plasma characteristics are studied by both a movable array of Mach/Reynolds stress/Langmuir 10-probes in the boundary region and the fixed flush probe arrays on the 4 divertor neutralization plates at the same toroidal cross-section in the HL-2A tokamak. The dependence of the Reynolds stress on poloidal flow in the edge plasma is analysed. The result indicates that the sheared poloidal flow in tokamak plasma can be induced by the radial gradient of Reynolds stress. In the divertor experiments of HL-2A, the profiles of the electron temperature, density and floating potential on divertor plates are measured by the flush probe arrays. The edge electron temperature in divertor configuration is higher than that in limiter configuration. The temperature asymmetry between outer and inner target plates is observed. The result of magnetic surface reconstructed from 18 Mirnov coils signals is presented. Both the particle recycling and the impurity flux in the bulk plasma during divertor discharges are discussed. Neutral gas pressure in divertor chamber, measured by fast ionization gauge during divertor discharge, is given.     

HL-2Aƫ����λ�εı�Ե������������

通过中平面活动10探针组、往复快速扫描4探针和低杂波天线口的固定4探针测量了主等离子体边缘的温度、密度、悬浮电位、径向和极向电场、雷诺协强、径向和极向等离子体流速及其径向分布。用偏滤器靶板上的14组嵌入式静电3探针阵列测量了同一环向截面的内外中性化板上的电子温度、密度、悬浮电位及其分布。比较了在孔栏位形和偏滤器位形下边缘等离子体特性的差异,特别是两种位形下边缘温度和密度衰减长度的变化。分析了在多脉冲超声分子束加料和低杂波注入条件下的边界等离子体特性,以及雷诺协强的径向梯度与极向流和径向电场梯度与湍流损失的相互关系。     

二次离子质谱在HL－1托卡马克研究中的应用

应用ＬＡＳ－２０００二次离子质谱表面分析系统作了如下测量：（１）测出ＨＬ－１装置的总出气量以及其主要出气组分的出气量百分比和出气峰值温度等参数；（２）对等离子体－表面相互作用进行了ＳＩＭＳ／蒙特卡洛互补分析，测出等离子体边界层中氢气量径向特征长度和氢粒子注入硅片的特征深度，估算出氢通量平均动力温度；（３）对硅收集探针的ＳＩＭＳ／ＡＥＳ分析表明，ＨＬ－１等离子体删削层中主要杂质组分为Ｏ、Ｃ、Ｎｉ、Ｍｏ和Ｃｒ，同时给出原子密度相对百分比；在ＨＬ－１装置中用原位蒸钛来吸氧、碳杂质，从而提高了等离子体纯度和品质；（４）定期检测表明，装置的器壁表面污染呈减弱趋势，这说明ＨＬ－１真空系统的设计研制及运行维护技术措施等是合适的。     

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装置边缘参数测量

在HL－1M装置上利用马赫／郎缪尔探针分别在欧姆放电,低杂波注入,中性束注入,离子回旋加热和电子回旋加热等情况下测量下刮离层和等离子体边缘的极向流速度和电场,得到了它们的径向分布,研究了LHW,NBI,ICRH和ECRH对改善等离子体约束性能,边缘粒子的径向传输的影响。     

用马赫探针阵列测量HL—1M装置边缘涨落和流速

利用一组马赫探针研究了ＨＬ－１Ｍ装置刮离层（ＳＯＬ）和边缘等子体流在欧姆放电、朋化、偏压抽气孔栏、偏压电极、低杂波电流驱动（ＬＨＣＤ）和电子回旋共振加热（（ＥＣＲＨ）等情况下的平行流马赫数离子饱和电流扰动，平行流速度剪切和极向流速度的分布。     

HL-2A偏滤器位形的边缘等离子体特性

本实验利用主真空率和偏滤器靶板上的静电探针阵列直接测量边缘和偏滤器室的等离子体参数，即边缘温度Tea，密度nea，悬浮电位Фf，径向电场Er及其梯度dEr／dr，极向电场Ep，径向流速vr，极向流速vp.     

HL-1M装置高气压分子束注入下边缘等离子体结构

在HL－1M装置的高气压分子束流注入加料实验中，利用提高注入口气源的气压来提高超声分子束流的速度和增加入射的粒子密度，从而改变了边缘电场、等离子体旋转速度和边缘静电雷诺胁强。利用马赫／郎缪尔探针组测量了HL－1M装置刮离层的边缘雷诺胁强、等离子体极向旋转、径向和极向电场的变化。实验结果表明：随着分子束流速度和粒子密度的增加，延伸了分子束流的注入深度，提高了注入速度和效率。     

HL-2A装置偏滤器物理分析及其实验的初步证实

采用偏滤器物理分析的“两点”模型,分别计算了HL-2A装置线性状态和高再循环状态的边缘等离子体参数,包括偏滤器靶板的等离子体温度、密度和入射功率,以及上游等离子体温度、密度和平行功率密度的衰减长度。用该模型对线性状态预计的靶板温度和密度与实验结果进行了比较,结果符合较好。