《等离子体所在托卡马克误差场锁模定标研究方面取得突破》

  • 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: wukan
  • 发布时间:2018-04-09
  • 日前,等离子体所EAST团队孙有文研究员课题组王辉辉博士等人在EAST上利用三维磁扰动场控制误差场锁模研究方面取得了新突破,相关结果近期发表在聚变领域顶级期刊《Nuclear Fusion》上[H. H. Wang, et al, Density scaling on n=1 error field penetration in ohmically heated discharges in EAST, Nuclear Fusion: 58, 056024(2018)]。

    误差场锁模诱发破裂是未来磁约束聚变堆装置如ITER面临的一个巨大挑战。通过现有理论与实验结合外推到ITER,评估ITER的误差场容忍范围一直是误差场研究的中心问题。但是近二十多年来,理论预测的定标结果与实验定标结果尤其在密度定标方面存在着较大差距,成为理论预测未来ITER误差场容忍范围上一道难以逾越的鸿沟。

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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-04-18
    • 日前,等离子体所EAST团队孙有文研究员课题组在EAST上利用三维磁扰动场控制阿尔芬本征模研究方面取得了重要进展,相关结果由博士研究生楚南等人近期以快报的形式发表在聚变领域顶级期刊Nuclear Fusion上[N. Chu et al, Observation of toroidal Alfvén eigenmode excited by energetic electrons induced by static magnetic perturbations in the EAST tokamak, Nucl. Fusion 58 (2018) 104004]。    在未来ITER等聚变装置中低碰撞率的燃烧等离子会因为核聚变反应产生大量的高能离子,它们对于核聚变反应稳态自持地进行有非常重要的作用。而在低碰撞率下,阿尔芬本征模会因为波-粒相互作用导致高能粒子的严重损失,这会严重抑制核聚变反应的发生。因此研究对阿尔芬本征模的主动控制对于未来聚变反应堆的自持燃烧有非常重要的作用。    课题组首次在EAST托卡马克中发现了外加的静态三维磁扰动对环形阿尔芬本征模的激发作用。其中外加的三维磁扰动在n=2渗透之后首先会激发出浅捕获的高能电子,而后这些高能电子会进一步共振驱动一支环向模数为n = 2的沿着离子逆磁方向传播的环形阿尔芬本征模。相应频段的浅捕获高能电子对应的能量和硬X射线能谱诊断测量到的光子能谱有非常好的对应关系,这说明了这支环向阿尔芬本征模是由浅捕获的高能电子驱动的。这些研究结果显示外加的三维磁扰动场或许可以作为一种主动控制阿尔芬本征模的手段应用到未来主要运行低碰撞率燃烧等离子体的ITER等聚变装置中。    以上研究成果得益于等离子体所内各个系统的大力支持,尤其是诊断组对于各种诊断数据的大力支持和控制组对于实验运行的大力支持。另外对电源、低温、真空等相关系统对实验的支持也一并表示感谢。相关研究受到国家自然科学基金等项目的资助。
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    • 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:2020-04-07
    • 日前,等离子体所在面向稳态托卡马克聚变堆改善高极向比压等离子体约束性能的新途径研究方面取得进展,相关研究成果近期发表在《中国物理快报》上。   万宝年研究员团队首次在EAST装置上发现高密度梯度有助于增强高极向比压下的Shafranov致稳效应,进一步改善等离子体能量约束、提高自举电流份额。该工作在EAST实验中通过多种加热方式的组合(每种组合下实现相同的极向比压固化了旋转和Shafranov位移对湍流的致稳效应),突显了密度梯度在等离子体约束改善中的作用,揭示了高极向比压下进一步降低湍流输运、提高约束的机理。实验在可实现的密度梯度变化范围内,特别是在全射频波电子加热、无外部动量注入条件下,通过提高密度梯度等离子体约束性能提高了20%-30%。   EAST上的这一实验发现,一方面与未来聚变等离子体电子加热主导、低动量注入等物理条件相兼容,另一方面,未来聚变堆由于更低的等离子体碰撞率将更易实现高的密度梯度,这一机制带来的致稳效应将更强。物理上这一发现可应用于未来稳态托卡马克聚变堆,为实现更高的约束、更大的自举电流份额提供了一个潜在的新途径。