《HL-2A托卡馬克芯部湍流的實驗研究》是依託核工業西南物理研究院，由石中兵擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：HL-2A托卡馬克芯部湍流的實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：石中兵
- 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
研究電漿湍流的形成、抑制與非線性轉化對提高電漿總的約束性能，對未來聚變堆點火和自持燃燒具有重要的意義。為了維持聚變堆自持燃燒，需要主動控制由湍流引起的反常輸運。本項目將（1）發展和完善用於芯區電漿湍流測量的微波診斷系統；（2）研究深度超聲分子束加料和彈丸注入條件下的湍流變化特徵。深度加料不僅可以提高加料效率，同時也是控制電漿剖面的有效手段。通過電漿剖面的控制來控制湍流、輸運，摸索在深度加料條件下電漿湍流、輸運的主動控制方法。（3）研究在大功率電子迴旋加熱與電流驅動條件下，芯區電漿湍流的演化規律。利用大功率電子迴旋加熱與電流驅動，在電漿中產生輸運壘，研究剪下與湍流輸運之間的關係，研究在不同電流驅動功率比下，芯區電漿湍流的能量轉移問題，摸索在大功率輔助加熱和電流驅動條件下電漿約束、湍流與輸運的主動控制方法。
結題摘要
本項目“HL-2A托卡馬克芯部湍流的實驗研究”自項目啟動以來，項目組根據研究任務在診斷系統改進，超聲分子束實驗和ECRH實驗分別研究了湍流的變化規律，分析了產生內部輸運壘的條件，研究了在內部輸運壘期間的電子熱輸運和湍流的非線性相互作用。（1）首先在診斷系統改進方面，使電漿電子密度分布的時間分辨達到20us，空間分辨達到人0.5cm；電子溫度時間分辨達到1us，空間分辨達到2cm；電漿湍流和極向旋轉分布測量範圍覆蓋從電漿邊緣到芯部。這些技術改進和診斷系統完善使我們初步具備了在國外一些先進裝置上才有的診斷能力，在本課題開展芯部電漿參數診斷中起到重要的作用。（2）在深度加料實驗研究方面，研究了超聲分子束注入引起的芯部電子溫度升高，分析了出現芯部溫度升高這種暫態的非局域內部輸運壘的產生條件。首次觀察到在內部輸運輸運期間，芯部的湍流受到抑制，與電漿中出現的具有較高極向相關性的低頻相關模有關。（3）在ECRH關斷實驗中，也觀察到芯部電子溫度升高和湍流受到抑制，分析了ECRH關斷的位置與芯部電子溫度升高的關係，研究了了湍流的相關性，發現在電漿芯部q=1到q=2面之間存在一個較強的極向相關結構，其對芯部溫度升高和湍流抑制有幫助作用。（4）研究了內部輸運壘存在期間的電子熱輸運和湍流的非線性相互作用，發現在輸運壘區電子的熱輸運係數大大降低，這與觀察到的湍流被抑制的結果一致。採用幅度相關法和高階譜的方法分析了湍流的非線性能量轉移，發現在內部輸運壘期間，湍流的能量向低頻的方向傳遞，導致形成了對約束改善起作用的極向相關結構。 項目實施三年來，共發表與本課題研究內容相關的文章11篇，參加會議10餘人次，獲得了中核集團公司優秀國防科技報告獎1項，專利申請2項，在診斷和物理實驗方面培養了2名碩士研究生。
