《H-mode條件下電漿台基區粒子輸運實驗研究》是依託核工業西南物理研究院，由肖維文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：H-mode條件下電漿台基區粒子輸運實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖維文
- 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
H-mode條件下的物理研究就迅速發展，但是對台基區的粒子輸運研究至今還處於似乎的認識水平。台基區的輸運研究非常重要，對於保護第一壁材料和維持長脈衝放電都具有非常重要的意義。本項目旨在：HL-2A裝置上，開展EXB剪下流在台階區粒子輸運中扮演的角色和ELM過程對台基區粒子輸運的影響和反著用，並利用已經成熟的調製分子束注入誘導密度擾動的粒子輸運研究方法研究在H-mode穩定期間的台基區粒子輸運係數徑向分布的物理課題；探索粒子通量對台基區的粒子擴散係數和對流速度的影響；研究台基區EXB剪下流對芯部湍流向外傳播時的剎車現象及台基區粒子輸運對整體電漿約束的影響等等。最終獲得台基區粒子輸運係數分布、台基穩定性與粒子輸運的相互關係以及台基區EXB與粒子輸運係數的關係。該項目研究內容在國際上屬於新穎和重要的課題，它將推動聚變界對台基區粒子輸運新的研究和認識，為聚變電漿反常輸提供實驗依據。
結題摘要
該項目以目前磁約束核聚變最前沿的“高約束模（H-mode）條件下電漿台基區粒子輸運實驗研究”物理課題為根本進行研究。主要的研究內容包括：（1）第一次利用超聲分子束(Supersonic Molecular Beam Injection, SMBI)提供小擾動進行台基（pedestal）區域粒子輸運的研究；（2）第一次實驗利用SMBI淺表注入台基根部進行邊緣局域模(Edge Localized Mode, ELM)緩解實驗，開闢了一種新的方法緩解ELM；（3）對外加磁擾動(Resonant Magnetic Perturbations, RMP)控制ELM進行研究發現電漿和RMP發生共振的有效空間位置集中在電漿的有裡面面上。該項目取得重要結果如下：（1）通過實驗第一次得到台基區的粒子輸運係數，通過實驗證實形成邊緣台基的根本條件時具有小的擴散係數和大的向內粒子對流速度；（2）實驗上第一次利用SMBI淺表注入進行ELM緩解，並且提出利用中性粒子源(分子束，彈丸)進行ELM緩解時，不需要將中性粒子沉積到台基頂部的科學論斷，打破原來固有的“將中性粒子源沉積到台基頂部才能緩解ELM”的結論；（3）利用SMBI淺表注入進行ELM緩解的物理思想和結果獲得韓國國家“Excellent scientific paper award, Korean Nuclear Society, Korea，2012”；（4）基於“利用SMBI淺表注入進行ELM緩解的物理思想”的學術論文入選“Nomination for the 2015 Nuclear Fusion Award”名單；（5）結合中國HL-2A和韓國KSTAR裝置實現“利用SMBI淺表注入進行ELM緩解”的重複的結果，並且在中國EAST裝置上也得到法國科學家鄒曉嵐博士驗證；（6）利用SMBI淺表注入進行ELM緩解工作被選為IAEA國際聚變能大會報告；（7）對RMP緩解／控制ELM的研究發現電漿和RMP相互作用的空間位置和電漿的有裡面有及其密切的聯繫，並誘導不對稱的向內和向外的粒子輸運和動量輸運。該項目的科學意義在於：（1） 第一次實驗驗證形成H-mode時台基區域小的擴散係數和向內較大的對流速度；開創了一種新的方法緩解邊緣局域模；在RMP緩解和控制邊緣局域模的實驗進一步認識到粒子輸運的重要角色。
