等離子體旋轉(zhuǎn)在L-H轉(zhuǎn)換、抑制湍流以及內(nèi)部輸運(yùn)壘的形成中起著重要的作用。本論文針對(duì)離子回旋驅(qū)動(dòng)等離子體旋轉(zhuǎn)這一物理問(wèn)題,完成了EAST裝置上射頻波等離子體旋轉(zhuǎn)測(cè)量診斷彎晶譜儀診斷系統(tǒng)的升級(jí)和調(diào)試工作,并利用EAST實(shí)驗(yàn)診斷數(shù)據(jù)對(duì)離子回旋波驅(qū)動(dòng)的等離子體環(huán)向旋轉(zhuǎn)進(jìn)行了深入的實(shí)驗(yàn)研究,為離子回旋波旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的物理機(jī)制探索累積了豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。診斷方面,在原有彎晶譜儀技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了減震系統(tǒng)、探測(cè)器和雙晶體系統(tǒng)、以及X射線管波長(zhǎng)標(biāo)定系統(tǒng)的升級(jí)。首先利用波紋管系統(tǒng)和光學(xué)平臺(tái)進(jìn)行減震處理,消除了震動(dòng)對(duì)系統(tǒng)速度測(cè)量帶來(lái)的影響;設(shè)計(jì)和安裝了高精度晶體支撐系統(tǒng)以及探測(cè)器水平移動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng),提高了晶體調(diào)節(jié)的精度和探測(cè)器水平位置移動(dòng)的靈活性,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量位置的調(diào)整;極向彎晶譜儀系統(tǒng)探測(cè)器升級(jí)為大面積固體水冷探測(cè)器,拓寬了有效探測(cè)面積,并能夠穩(wěn)定運(yùn)行于EAST長(zhǎng)脈沖放電中;對(duì)雙晶體系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí),利用類氦氬光譜和類氖氙光譜同時(shí)進(jìn)行低溫度區(qū)域和高溫度區(qū)域的參數(shù)測(cè)量,將溫度測(cè)量范圍提高至10 keV;提出了基于X射線管系統(tǒng)的彎晶譜儀實(shí)時(shí)、全空間波長(zhǎng)標(biāo)定方案,并通過(guò)臺(tái)面測(cè)試,驗(yàn)證了方案的可行性。實(shí)驗(yàn)研究方面,在不同放電條件下發(fā)現(xiàn)了離子回旋波驅(qū)動(dòng)了不同方向的環(huán)向旋轉(zhuǎn)。在歐姆條件下發(fā)現(xiàn),離子回旋波注入后ρ～0.3區(qū)域的離子溫度梯度明顯增加,旋轉(zhuǎn)速度在ρ0.3區(qū)域內(nèi)明顯朝同電流方向增加,在ρ0.35區(qū)域有向反電流方向變化的趨勢(shì);在低雜波電流驅(qū)動(dòng)等離子體中,觀測(cè)到了離子回旋波驅(qū)動(dòng)的同電流和反電流方向的變化,并且觀測(cè)到離子回旋波驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)等離子體參數(shù)的敏感性,安全因子不是影響離子回旋波驅(qū)動(dòng)等離子體旋轉(zhuǎn)的主導(dǎo)因素;在H模放電中,ELM出現(xiàn)后再循環(huán)增加,中性粒子濃度上升,導(dǎo)致了旋轉(zhuǎn)速度降低,芯部旋轉(zhuǎn)的變化是等離子體約束變化帶來(lái)的結(jié)果;在反向中性束注入背景下,離子回旋波注入后,靠外區(qū)域的旋轉(zhuǎn)首先向同電流方向變化,隨后芯部的旋轉(zhuǎn)才開(kāi)始變化,并且發(fā)現(xiàn)離子回旋波注入后,快離子行為產(chǎn)生了變化;而在同向中性束背景等離子體中發(fā)現(xiàn),越靠近芯部的旋轉(zhuǎn)向反電流方向變化越大,ρ0.6區(qū)域旋轉(zhuǎn)有向同電流方向變化的趨勢(shì)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TL631.24
【部分圖文】：

第一章緒論示了影響動(dòng)量輸運(yùn)的一些關(guān)鍵因素［１６１。其中驅(qū)動(dòng)因素，也包括反電流方向的驅(qū)動(dòng)；而阻尼因素則總是使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，主要有波紋損失（ｒｉｐｐｌｅ?ｌｏｓｓ）、ＮＢＩ帶來(lái)的直加熱引起的快離子相關(guān)效應(yīng)；對(duì)于阻尼機(jī)制，主要有主離子與中性粒子碰撞造成的粘滯效應(yīng)。這些驅(qū)動(dòng)力（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ?ｓｔｒｅｓｓ）共同作用于等離子體使得速度剖面到平含了角動(dòng)量徑向輸運(yùn)的物理機(jī)制。由于角動(dòng)量守恒，雷除非角動(dòng)量在最外層閉合磁面（Ｌａｓｔ?Ｃｌｏｓｅｄ?Ｆｌｕｘ?Ｓｕｒｆａｃｅ，?Ｌｐｅ－ＯｆｆＬａｙｅｒ，ＳＯＬ）等離子體。另一方面，如果只考慮某輸運(yùn)，雷諾應(yīng)力可能會(huì)對(duì)該類離子產(chǎn)生凈動(dòng)量，因?yàn)榻强傮w守恒，這種湍流輸運(yùn)效應(yīng)會(huì)引起不同離子之間的環(huán)Ｄｒｉｖｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?Ｄａｍｐｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??

２?Ａｌｃａｔｏｒ?Ｃ－Ｍｏ（ｌ裝置上ＩＣＲＦ驅(qū)動(dòng)的同電流方向旋轉(zhuǎn)－Ｍｏｄ裝置上，Ｊ．Ｅ．?Ｒｉｃｅ等人通過(guò)ｖｏｎ?Ｈａｍｏｓ型Ｘ波驅(qū)動(dòng)的芯部等離子體旋轉(zhuǎn)。發(fā)現(xiàn)在Ｈ模放電部的同電流方向的旋轉(zhuǎn)速度高達(dá)１．２ｘｌ〇５ｍ／ｓ，并增量有關(guān)聯(lián)，旋轉(zhuǎn)速度的剖面呈峰化分布。當(dāng)電向也隨著改變，始終保持同電流方向。當(dāng)ＩＣＲＦ的時(shí)間尺度為５０?ｍｓ量級(jí)，和能量約束時(shí)間近似，度??；１２０！???????＇?１??ｓＳ?．?來(lái)?）Ｋ?２．０－２．５?ＭＷ?１??Ｋ?１００?；?＊?５?Ｍ，Ｖ?ｉ??：〖：氣??芝?１７?—?＊?）Ｋ?２．０?－?２?６?ＭＷ?１??Ｅ?１０?￡．?１．０－１．５?ＭＷ?：??

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本文編號(hào)：2873717