《電子迴旋加熱條件下的托卡馬克電漿輸運研究》是依託核工業西南物理研究院，由宋紹棟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電子迴旋加熱條件下的托卡馬克電漿輸運研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋紹棟
- 依託單位：核工業西南物理研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬以在HL-2A裝置上建成的3MW/68GHz和2MW/140GHz ECRH系統為基礎，開展ECRH條件下的輸運實驗研究，主要研究兩個方面：一、熱對流項的存在條件以及決定因素；二、粒子pump out現象產生的機制和抑制方法。熱對流項的存在及其大小，影響熱輸運的正確表達，且在ITB存在的條件下，熱對流項是能量傳遞的重要方式。本項目將開展離軸ECRH，探測熱對流項對不同條件的依賴關係。粒子pump out效應具有降低密度峰化和排除雜質的雙重作用，如何有效控制pump out效應，是本項目致力於解決的另一個難題。本項目將通過微波都卜勒反射儀測量芯部湍流，以及通過對剖面進行湍流模擬分析，確定熱對流和pump out效應產生的機制。
結題摘要
本基金項目按照項目計畫書，開展了熱對流項研究和粒子pump out現象研究工作，利用Weiland模型、HD7等物理模型，開展了熱輸運的理論和數值模擬，基於HL-2A裝置開展了熱和粒子輸運的相關實驗，特別是調製ECRH實驗以及調製SMBI實驗，通過對熱輸運實驗和粒子輸運實驗的結果的分析，得到了熱-粒子耦合輸運的物理模型；在物理過程的分析上，基於S. Itoh和K. Itoh提出的非局域輸運物理模型中找到了對應的理論基礎。本基金項目基本上完成了項目計畫書規定的研究任務。 通過本課題的工作，發展了綜合對流項和CGM模型的經驗模型，並且提出了熱-粒子耦合輸運的物理模型；對流項和CGM模型相結合的模型，可以基本反映輸運的物理過程，特別是在基頻幅度和相位的空間分布上，然而在高頻部分，採用同一模型，高頻部分的幅度和相位與模擬結果產生較大偏離，這一現象猜測與非線性輸運過程相關聯。本基金通過對S. Inagaki等人的工作的分析和研究，初步得到電子-熱輸運和粒子輸運可能同時包含非局域輸運和局域輸運過程的結論。 Pump out現象是HL-2A裝置上的一個常見的實驗現象，本課題通過對ECRH加熱單獨實現H-模實驗數據的分析，得到了pump out現象出現的基本條件，該現象主要與電漿密度和溫度相關，在高密度條件下，容易出現該現象，而線密度降低到1×1019/m3以下時，該現象不再明顯。通過採用Weiland模型和HD7等物理代碼所進行的數值模擬，得到結論為，在高密度條件下，ITG模式占主導，而在低密度條件下TEM模式占主導，而後者具有向內的粒子對流速度，容易造成峰化的密度分布。
