《托卡馬克中小幅度邊緣局域模的形成機制研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由汪惠乾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：托卡馬克中小幅度邊緣局域模的形成機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：汪惠乾
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
如何在維持高約束狀態下，避免大幅度邊緣局域模帶來的超高瞬態熱負荷是目前磁約束聚變研究亟需解決的關鍵科學問題。採用自發產生的或者主動控制獲得的伴隨小幅度邊緣局域模的H模運行模式是可能的解決方案。但是，目前獲得小幅度邊緣局域模的H模運行方案仍存在不確定性，這很大程度上是因為我們對小幅度邊緣局域模的物理機制仍然不清楚。本項目將依託EAST超導托卡馬克裝置，使用邊界湯姆遜散射系統、邊界探針、充氣成像系統、束髮射光譜、微波反射儀等高時空分辨邊界診斷，結合多種模擬程式，研究EAST長脈衝高約束電漿中小幅度邊緣局域模的動力學行為，包括邊界參數演化、邊界漲落（湍流和準相干模等）和壓強梯度與剪下流的相互作用等，探索小幅度邊緣局域模的形成機制和輸運行為，為獲得帶有小幅度邊緣局域模的H模電漿並進而實現ITER和未來聚變反應堆的高參數穩態運行提供參考。
結題摘要
在EAST射頻波和中性束加熱和鋰化壁處理條件下，獲得了脈衝長度超過15秒的完全非感應穩態小/無ELM高約束運行模式。實驗分析了小/無ELM運行模式的主要運行區間，並發現在高碰撞率的小/無ELM放電時，邊界準相干模帶來有效的粒子和熱輸運從而有利於小/無ELM H模的獲得。提高加熱功率，一支磁漲落分量強靜電漲落弱的磁相干模將取代ECM影響台基不穩定性。而在更低的碰撞率條件下，模擬研究發現台基附近有理面的E×B流剪下來改變邊界模結構從而影響ELM運行模式。藉助EAST托卡馬克上不斷發展完善的診斷測量系統，利用MHD模擬程式進行動理學平衡計算以及台基線性穩定性分析，發現長脈衝小/無ELM H模放電的台基位於剝離-氣球模穩定區間，不穩定性增長率和臨界穩定壓力小於第一類ELM台基。通過與DIII-D的合作發現，偏濾器幾何結構和封閉性也能夠通過影響台基區的加料，從而深刻影響台基寬度和台基分化，並影響不穩定性邊界，進而影響ELM的特徵。這些結果都能為下一階段EAST高約束準穩態電漿的獲得提供參考。
