發(fā)布時間：2021-06-08 18:51

　　在EAST中n=4的共振磁擾動下觀察到明顯的等離子體旋轉(zhuǎn)制動效應(yīng),其分布具有全局性,且峰值靠近等離子體中心。利用模擬得到的新經(jīng)典環(huán)向粘滯（NTV）力矩來反演等離子體環(huán)向角速度的變化,結(jié)果表明在大部分徑向區(qū)域與實(shí)驗(yàn)測量的速度變化符合得較好,量值上相差約1～2倍。 

【文章來源】：核聚變與等離子體物理. 2020,40(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

#80654中等離子體主要特征漂移角頻率的對比

制動295利用最近升級的NTVTOK程序[17]進(jìn)行NTV力矩的模擬，并以此來反演出旋轉(zhuǎn)速度的變化分布，然后與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，來定量地說明NTV理論在解釋磁制動效應(yīng)中的有效性。2實(shí)驗(yàn)分析EAST中的RMP線圈系統(tǒng)主要用于對ELM進(jìn)行主動控制[18]，它可實(shí)現(xiàn)環(huán)向模數(shù)n=1~4的靜態(tài)場和n=1~3的旋轉(zhuǎn)常最近發(fā)現(xiàn)n=4的靜態(tài)場下ELM也能得到很好的緩解，并出現(xiàn)明顯的旋轉(zhuǎn)制動。對該情形下的典型放電(#80654)進(jìn)行分析。該次放電以約2MW的中性束注入(NBI)和1MW的低雜波作為輔助加熱手段，在RMP投入期間加熱功率保持圖1EAST放電#80654主要等離子體參數(shù)的演化a——電子弦平均密度和等離子體儲能；b——各徑向位置處的離子溫度；c——各徑向位置處的環(huán)向角速度(ρ=0.1處的值已乘以一個系數(shù)以便于與接近邊緣的演化來比較)；d——RMP電流和等離子體電流。陰影部分表示RMP投入時期。恒定。RMP電流為2.5kA，在4s時打開，6.5s時關(guān)斷，并在此期間電流強(qiáng)度以及上下線圈陣列電流的相位差基本保持恒定。在RMP投入期間以及前后的一段時間內(nèi)等離子體中主要參數(shù)的演化如圖1所示。在此期間等離子體電流從500kA略微下降到470kA，q95值保持在3.7左右，βN≈1.3。從主要的動理學(xué)參數(shù)演化中可知，這一次放電實(shí)驗(yàn)在RMP投入期間，發(fā)生了明顯的等離子體旋轉(zhuǎn)制動，并伴隨有密度排出和儲能改變，以及芯部離子溫度的變化。選取RMP關(guān)斷前后旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的兩個參考時刻點(diǎn)6.34s和6.89s進(jìn)行分析，等離子體旋轉(zhuǎn)速度和離子溫度以及在這兩個時刻之間的差值徑向分布如圖2所示。結(jié)果顯示，在RMP投入前后，環(huán)向旋轉(zhuǎn)的變化具有全局性，而離子溫度在大部分區(qū)域基本不變，但在等離子體中心附近變化很大。由于等離子體中心區(qū)域環(huán)向旋轉(zhuǎn)的明顯變化可能受?

296核聚變與等離子體物理第40卷的對比來預(yù)測#80654放電中NTV力矩主要來自哪些共振區(qū)間的貢獻(xiàn)，如圖3所示。圖3中各角頻率的物理意義及對應(yīng)的碰撞區(qū)間可參考文獻(xiàn)[20]�？梢妼τ陔x子，在芯部靠外的位置(ρ≈0.5~0.8)有ωb≈∣qωE∣，其中ωb為反彈漂移頻率，ωE為電漂移頻率，即存在非常明顯的反彈漂移共振效應(yīng)，對NTV力矩可能有較大貢獻(xiàn)，與EAST中以往低環(huán)向模數(shù)磁擾動中的結(jié)果類似[15]。另外靠近等離子體邊緣處，出現(xiàn)電漂移頻率ωE比磁漂移頻率ωB0略小的狹窄區(qū)間，即qωE≤ωB0，在這個位置出現(xiàn)共振的超香蕉平臺碰撞區(qū)間，對NTV也會有很大貢獻(xiàn)。因此，可以預(yù)見這一次放電中的NTV力矩主要由離子的反彈漂移共振和環(huán)向進(jìn)動共振所貢獻(xiàn)，在相應(yīng)的共振位置NTV會得到增強(qiáng)。圖2#80654中RMP電流關(guān)斷前后6.34s、6.89s的等離子體環(huán)向旋轉(zhuǎn)角速度(a)和離子溫度(b)分布及兩時刻點(diǎn)間的差值分布圖3#80654中等離子體主要特征漂移角頻率的對比利用NTVTOK程序模擬出的NTV力矩密度分布如圖4所示。圖4#80654中的電子NTV力矩(藍(lán)色虛線)和總NTV力矩分布(黑色實(shí)線)可見在n=4的RMP中由離子反彈漂移貢獻(xiàn)的NTV力矩TNTV在芯部靠外的徑向位置附近


本文編號：3219004