《托卡馬克電漿中的非擴散能量輸運實驗研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由丁斯曄擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：托卡馬克電漿中的非擴散能量輸運實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁斯曄
- 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
托卡馬克電漿中橫越磁力線的能量輸運行為在總體上扮演著將能量從芯部高溫區向邊界低溫區進行輸運的角色。長久以來，針對能量輸運問題，人們習慣地用熱擴散的方式來理解其物理機制，即假設認為使用純擴散模型能夠很好地描述實際發生的輸運物理過程。通過離軸加熱實驗研究，人們意識到能量輸運包括擴散輸運和非擴散（對流）輸運兩個部分，需要在輸運方程中增加對流項才能全面地反映能量輸運的真實物理過程。研究對流速度成為理解非擴散能量輸運在托卡馬克電漿中實際效果和物理機制的核心內容。本項目依託EAST大科學工程裝置，計畫利用EAST實驗平台對非擴散能量輸運現象開展實驗研究，探索對流速度與主要電漿參數/狀態之間的關聯性，分析非擴散能量輸運現象的物理機制，探討利用向內的非擴散能量輸運進一步提高芯部電漿約束性能的可能性。該研究是對能量輸運基本機制問題的深入研究，其研究成果對ITER及聚變堆電漿也有借鑑意義。
結題摘要
本項目的研究圍繞如何在托卡馬克實驗中分析得到非擴散輸運信息展開。在本項目的研究工作中，我們分析了EAST實驗中高、低密度條件下存在非擴散輸運的可能性。根據實驗結果，說明EAST實驗中在高密度條件下會出現非擴散輸運。在低密度下非擴散輸運很微弱。研究了SMBI產生的冷脈衝非局域現象中可能存在的非擴散輸運。實驗證實SMBI冷脈衝所產生的非局域現象是一種非擴散輸運，並且與湍流特徵的變化密切聯繫。該湍流特徵在極短的時間內變化，不依賴於當地分布參數的改變。我們還對典型EAST電漿進行了迴旋動力學模擬分析，得到主導的湍流模式。模擬說明EAST電漿的主導湍流模式是低k的CTEM和高k的ETG。已有的理論分析指出CTEM能夠驅動向內的能量輸運，從而形成巨觀的非擴散輸運。迴旋動理學模擬能夠支持實驗觀察。最後，項目組發展了項目研究需要的彎晶譜儀和電子迴旋輻射診斷系統，在EAST上首次可提供同一區域電子溫度、密度漲落的同時測量，在EAST實驗中發揮重要作用。
