1982年ASDEX（德國）裝置上第一次獲得高約束（H）模式,這一發(fā)現(xiàn)成為了整個托卡馬克研究中具有劃時代意義的突破。H模約束因為其具有相對較高的能量和粒子約束水平以及良好的穩(wěn)定可重復性,被選為ITER的基本參考運行模式。而邊界局域模（ELM）作為H模中最重要的特征之一,由于其帶來的嚴重熱負荷問題目前并未得到很好的解決,所以對于ELM的控制方法研究一直都是國際托卡馬克研究的熱點問題之一。本論文主要依托于EAST全超導托卡馬克裝置,利用邊界高時空分辨的分布及漲落測量手段,主要圍繞FEAST上無ELM高性能運行模式、邊界相干模式的特征以及參數(shù)空間物理開展,包括有診斷搭建和物理研究兩部分。（1）在EAST上成功搭建了一徑向邊界熱氦束發(fā)射光譜診斷,用LABVIEW語言編寫了診斷噴氣控制和信號采集程序,使得對邊界密度、溫度以及靜電漲落等重要的物理量高時空分辨測量成為可能。（2）對EAST上自發(fā)產(chǎn)生的無ELM運行模式進行了系統(tǒng)的研究,并給出了各自獲得參數(shù)區(qū)間。在EAST上自發(fā)產(chǎn)生的無ELM運行,主要分為三種類型:①低功率、高碰撞率、高再循環(huán)無ELM運行,顯著特征是在進入H模之后邊界Dα信號持續(xù)上漲,... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３：不同核聚變反應截面隨著粒子動能的變化圖，其中的核反應截面表示??

??然而并不是上述的所有反應過程都可以很容易的實現(xiàn)，不同的聚變反應對于??背景溫度的閾值也不盡相同。圖１．?３表示幾種聚變反應方程中核反應截面隨著溫??度的變化，其中Ｄ－Ｔ反應能量閾值最低，在１０－１０００ｋｅＶ區(qū)間內(nèi)反應率最大，反??應截面最大［３］，就目前實驗條件而言實線Ｄ－Ｔ聚變‘點火’和自持燃燒相較其??它反應是最容易的。??ｌｏｔ?—ｊ－?ｔ?１?Ｉ?ｔｌｌｔｔ?－４－４＾４４Ｈ４－?－４－??１?＝＝＝＝＝－?＝＝ｙｆ｜Ｈ－??ｒ。．胃圍麵圓｜｜＿＿ｉ丨??？?ｉ〇７?ｓ?＝?＝?＝?Ｅｉ：ｉ＝?＝?｜＾?＝?；�。椋螅澹桑桑。停。�?＝?＝?！?＝?［；！??｜?言｜?＇：?言｜學土：??５?ｉ〇３?＝＝＝＝＝＝＝｜?＝Ｅｌ｜＝?＝?：�。蓿椋剑欤欤龋海。海剑疲蓿牛妫牛�；－???ｉ－－—ｊ－?ｉ?－ｊ?－｜ｉＲ?－?－?—Ｄ－Ｔ??Ｔ?ｊ?７￣ｒ｜ｊｍ?—ｄ－ｈ？３??１〇４?—ｐ．Ｌｉｃ??＝?＝?ＥＥ±：：?ｆ?Ｉ?ＨＩＨ０三三三三ＥＥ?：三??１０?１?１０?１００?１０００?１０．０００??Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?Ｐａｒｔｉｄ＊?Ｋｉｎ？ｔｉｃ?Ｅｎｅｒｇｙ?（ｋ？Ｖ）??圖１．３：不同核聚變反應截面隨著粒子動能的變化圖，其中的核反應截面表示??的是入射粒子和目標靶核之間發(fā)生相關核聚變反應概率大小的物理量，圖片摘??自［３］

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ｒｅａｃｔｏｒ，?ＩＴＥＲ）正是采用托卡馬克約束，其設計基本指標為：總??的聚變功率＞５００?ＭＷ，實現(xiàn)聚變增益Ｑ＞１０，燃燒時間＞５００ｓ，大半徑６．?２ｍ，小半??徑２．?０ｍ，等離子體電流超過１５ＭＡ［５］，如圖１．?４所示為ＩＴＥＲ設計示意圖，但是??由于托卡馬克裝置的環(huán)向?qū)ΨQ結構導致其容易爆發(fā)多種等離子體不穩(wěn)定性，最嚴??重的后果之一是容易導致大破裂風險（所謂破裂是指等離子體放電在很短的時間??內(nèi)突然終止，平衡失控，使等離子體柱整體轟擊到壁上，造成強烈的等離子體與??器壁直接接觸的相互作用，引起大量的雜質(zhì)粒子進入到等離子體內(nèi)部，使等離子??體迅速冷卻，電流通道被堵塞，最后等離子體原來所攜帶的熱能及磁能會在極短??的時間尺度內(nèi)（ｌｍｓ）釋放出來，損壞裝置的過程）。正是居于此，托卡馬克研宂??中的一個很重要的方面便是預防破裂以及破裂防護。目前的托卡馬克研宄還有很??多重要問題沒有得以解決，還需要投入更多的人力、物力加入進來，未來幾十年??的托卡馬克研宄可謂是機遇與挑戰(zhàn)并存。??圖１．４：國際熱核聚變實驗堆（ＩＴＥＲ）設計示意圖，高：２９米，直徑：２８米，??重：２３０００?噸。??１．?３?ＥＡＳＴ托卡馬克裝置簡介??ＥＡＳＴ?（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ）全超導托卡馬克于??２００６建造完成

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Observation of Pedestal Plasma Turbulence on EAST Tokamak[J]. 高翔,張濤,韓翔,張壽彪,王嵎民,劉子奚,楊曜,劉少承,史楠,凌必利,李建剛,the EAST team.  Plasma Science and Technology. 2013(08)



本文編號：2996253