托卡馬克等離子體轉(zhuǎn)動在抑制微觀湍流和宏觀磁流體不穩(wěn)定性、改善等離子體約束等方面扮演著重要角色,目前轉(zhuǎn)動相關(guān)物理研究已取得諸多成果,但是仍然存在很多難題,如本征轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機制、動量輸運的物理過程、轉(zhuǎn)動對宏觀磁流體(MHD)不穩(wěn)定性作用的機理等,等離子體轉(zhuǎn)動的研究仍然具有積極意義。本文依托于J-TEXT托卡馬克裝置,建立了一套適用于測量J-TEXT邊界離子溫度的減速場分析儀(RFA),并優(yōu)化了調(diào)制轉(zhuǎn)動的工具——偏壓電極(EB)系統(tǒng),完成了以下實驗內(nèi)容:首先,利用RFA測量了 J-TEXT刮削層離子溫度Ti的分布,發(fā)現(xiàn)Ti約是靜電探針測量的電子溫度Te的1.2～2.3倍。比較不同放電位型下的離子溫度分布發(fā)現(xiàn),Ti分布的衰減長度λT與磁連接長度Lc之間近似滿足關(guān)系:λT∝(?),而且離子溫度分布具有極向不對稱性,低場側(cè)中平面的分布比頂部平坦,可能是由中平面較強的橫越磁力線輸運引起的。結(jié)合RFA和靜電探針對偏壓電極動量源區(qū)的環(huán)向角動量平衡進行分析,得到環(huán)向動量阻尼系數(shù)約為μΦ=103～104 s-1,并通過實驗證明了局部環(huán)向動量陷主要是由中性粒子阻尼貢獻的。另外,拓展了 RFA的應(yīng)用,實現(xiàn)了電子...

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 等離子體轉(zhuǎn)動的研究意義
    1.3 論文研究內(nèi)容
2 托卡馬克等離子體轉(zhuǎn)動的研究現(xiàn)狀
    2.1 本征轉(zhuǎn)動
    2.2 動量輸運
    2.3 動量源
    2.4 動量陷
    2.5 等離子體轉(zhuǎn)動對宏觀MHD不穩(wěn)定性的作用
    2.6 本章小結(jié)
3 實驗診斷及相關(guān)系統(tǒng)
    3.1 J-TEXT裝置
    3.2 偏壓電極系統(tǒng)
    3.3 靜電探針系統(tǒng)
    3.4 減速場分析儀
    3.5 等離子體轉(zhuǎn)動測量系統(tǒng)
    3.6 本章小結(jié)
4 邊界離子溫度和局部動量阻尼的實驗研究
    4.1 實驗安排
    4.2 刮削層離子溫度分布研究
    4.3 局部環(huán)向動量阻尼的分析
    4.4 改進的減速場分析儀測量結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
5 基于偏壓電極調(diào)制的動量輸運研究
    5.1 實驗安排
    5.2 微擾分析法獲取動量輸運系數(shù)
    5.3 動量輸運系數(shù)應(yīng)用
    5.4 本章小結(jié)
6 偏壓電極對2/1撕裂模作用研究
    6.1 實驗安排
    6.2 偏壓電極對2/1撕裂模的影響
    6.3 偏壓電極鎖模解鎖初步實驗結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄



本文編號：3737679