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《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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  • 《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》
    • 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。
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  • 《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。
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