《等离子体所在弹丸注入加料研究方面取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-09-27
  • 经过多年的努力,EAST上的弹丸加料系统已经能够实现稳态连续注入。近期,等离子体所托卡马克物理研究室胡建生研究员课题组在弹丸加料实验方面取得新进展,相关成果以“Density compensation and stored energy recovery in resonant magnetic perturbation suppressed edge-localized mode H-mode plasmas using pellet fueling on EAST”(“EAST上共振磁扰动抑制边界局域模情况下弹丸加料补偿等离子密度与恢复储能研究”)为题发表于核聚变领域顶级期刊Nuclear Fusion杂志上(Jilei Hou, et al Nucl. Fusion 2019 59 096039)。

      弹丸注入加料是未来国际热核聚变实验堆(ITER)运行过程中重要的加料手段,而共振磁扰动(RMP)是ITER缓解边界局域模(ELM)的重要手段,如何实现这两种方式的兼容对未来ITER的运行非常有意义。针对该问题,课题组成员首次在EAST托卡马克上利用弹丸注入的方式对边界局域模被RMP完全抑制的高约束模等离子体进行了加料。结果表明,弹丸加料能够显著补偿RMP引起的密度排出效应,同时也能使下降的等离子体储能得到恢复,如图1所示。此外,通过在对比相似条件弹丸和超声分子束注入加料的实验结果,可以看出弹丸加料更容易恢复等离子体储能,如图2所示。

      该研究得到了EAST团队及其合作者的大力支持,并且获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

相关报告
  • 《等离子体所在高密度等离子体源研发方面取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-07-31
    • 近日,等离子体所在高密度等离子体源研发方面取得新进展。聚变堆材料科学与技术研究室和研制中心对聚变堆主机关键系统综合研究设施偏滤器系统关键部件高密度等离子体源组织了联合攻关。通过系统调研论证,确定了弧放电的技术路线,并根据该类型等离子体源的特点设计了强磁场、大抽速条件的实验台。经过初步实验,该预研装置实现了稳态运行并在样品台处测得1023m-2s-1量级稳态离子通量,达到了设计指标,为将来超导强流等离子体源的建设奠定了基础。   目前该等离子体源采用氩气放电,演示了等离子体源的高功率稳态运行能力。在后续工作中,课题组将继续开展氢同位素等离子体放电,并重点提高等离子体源的服役寿命和样品辐照面积,进而保障偏滤器等离子体与材料相互作用研究平台按时高质量建设。
  • 《等离子体所在流动液态锂壁的实验研究方面取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-04-23
    • 近日,等离子体所托卡马克物理研究室胡建生研究员课题组在均匀流动液态锂限制器研究方面取得新进展,相关研究成果由左桂忠副研究员以 “Results from an improved flowing liquid lithium limiter with increased flow uniformity in high power plasmas in EAST”为题发表于核聚变领域顶级期刊Nuclear Fusion上。    流动的液态锂壁能承受更高的表面热负荷,具有自我修复能力,越来越被聚变界重视。近年来,课题组研究人员在2014年首轮流动液态锂实验(一代液态锂限制器)的基础上,进一步在锂壁对氢的控制与机制研究(G.Z. Zuo, et al., Fusion Eng. Des. 131 (2018) 41)及提高液态锂在316L不锈钢基底材料上的浸润性及界面相互作用研究方面(G.Z. Zuo, et al., Fusion Eng. Des. 137 (2018) 420)取得突破。在此基础上,通过优化流动液态锂限制器的结构:采用内置式双电磁泵、均匀分布的分配盒结构、引导盘表面毛细结构等,促进锂表面均匀流动;采用热等静压工艺,实现了表面不锈钢与铜热沉的良好贴合,提高表面的抗腐蚀性。实验结果表明,液态锂在316L不锈钢表面铺展面积>80%,基底表面无明显损伤;实现了高压氦气对液态锂的冷却,在欧姆放电中,冷却效率约55%;证明了液态锂可以循环利用。同时实验也发现随着锂流量的增加,再循环及铁杂质水平逐渐降低,等离子体行为提升;在加热功率达到4.5MW的条件下,未观察到锂的大量爆发的现象;进一步证实了流动液态锂对边界局域模(ELM)的缓解效果,随着液态锂放电的持续,ELM逐渐缓解或抑制,同时伴随等离子体约束的改善,这与液态锂表面锂的流出与再沉积后对氢再循环的控制密切相关。该研究拓展了流动液态锂作为未来聚变装置高热负荷区第一壁部件应用的可行性。   以上工作获得等离子体所相关科研人员的鼎力支持,同时也得益于国际同行的合作,特别是美国PPPL合作者的共同研究,并得到了国家重点研发项目、国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自然科学基金等项目的资助。