研究HL-2A裝置等離子體破裂期間逃逸電流平臺形成特性,利用2種不同的數(shù)值模擬方法研究等離子體破裂后逃逸電流平臺,擬合結(jié)果表明2種方法下逃逸電流平臺形成趨勢相同.利用診斷系統(tǒng)觀察到持續(xù)時間為120 ms的電流平臺,等離子體破裂期間歐姆電流轉(zhuǎn)化為逃逸電流的轉(zhuǎn)換率高達72%. 

【文章來源】：首都師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,41(06)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

等離子體破裂的典型特征波形

HL-2A托卡馬克裝置是我國第一個偏慮器實驗裝置(大半徑R=1.65 m,小半徑r=0.40 m,環(huán)向磁場Bt=2.8 T),根據(jù)裝置參數(shù)以及設(shè)定初始時刻密度為ne=2.0×1019m-3,擬合逃逸電流如圖2所示.可知,等離子體破裂過程中逃逸電流的形成過程呈指數(shù)增長,這是由于建立模型過程中不僅考慮到初級產(chǎn)生機制,雪崩過程也是逃逸電子形成的重要過程.模擬過程對研究等離子體破裂過程很重要,這是由于等離子體破裂過程非�？�,通過實驗測定參數(shù)很難確定.為了多角度分析,根據(jù)式(2)和(3)采用有限差分的方法結(jié)合物理模型,利用麥克斯韋方程組以及逃逸電子初級和次級產(chǎn)生機制模擬等離子體破裂過程(圖3).顯示從等離子體破裂時刻開始,逃逸電流在1～2 ms內(nèi)迅速急增至40.0 k A左右.與圖2結(jié)果相似,等離子體破裂過程中逃逸電流的形成過程也呈指數(shù)增長.此模擬過程與前面不同的是方法上利用有限差分法來進行擬合運算.

模擬過程對研究等離子體破裂過程很重要,這是由于等離子體破裂過程非�？�,通過實驗測定參數(shù)很難確定.為了多角度分析,根據(jù)式(2)和(3)采用有限差分的方法結(jié)合物理模型,利用麥克斯韋方程組以及逃逸電子初級和次級產(chǎn)生機制模擬等離子體破裂過程(圖3).顯示從等離子體破裂時刻開始,逃逸電流在1～2 ms內(nèi)迅速急增至40.0 k A左右.與圖2結(jié)果相似,等離子體破裂過程中逃逸電流的形成過程也呈指數(shù)增長.此模擬過程與前面不同的是方法上利用有限差分法來進行擬合運算.圖4是等離子體破裂期間電流隨時間演化曲線,在等離子體破裂過程中都形成了逃逸電流平臺.圖4(a)是破裂前等離子體電流為185.0 k A的放電波形圖,在放電到達548 ms時等離子體破裂,等離子體電流信號出現(xiàn)正脈沖后等離子電流驟然下降.破裂之后等離子體電流沒有迅速衰減為零,而是出現(xiàn)持續(xù)時間為25 ms的135.0 k A電流平臺,歐姆電流轉(zhuǎn)化為逃逸電流的轉(zhuǎn)換率高達72%.從圖4(b)可以得出,破裂大概是從930 ms開始,破裂前等離子電流為162.5 k A,與圖4(a)中電流信號相似,電流在破裂后幾毫秒內(nèi)急劇衰減,形成了50.0 k A的逃逸電流平臺,盡管歐姆電流轉(zhuǎn)化為逃逸電流的轉(zhuǎn)換率僅為30%.但本次放電逃逸電流平臺持續(xù)的時間長達120 ms左右.


本文編號：3075522