《J-TEXT托卡馬克電漿粒子輸運的密度調製實驗研究》是依託華中科技大學，由高麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：J-TEXT托卡馬克電漿粒子輸運的密度調製實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：高麗
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
粒子輸運是決定磁約束聚變電漿約束性能的關鍵因素之一，由於粒子輸運過程的複雜性及粒子源分布的不確定性，人們對其了解甚為有限。而擾動粒子輸運研究可以獲得比平衡態研究更多的粒子輸運信息，密度調製是擾動粒子輸運實驗中通常採用的方法。密度調製技術一般分為脈衝式的密度擾動和周期性正弦擾動兩種。在J-TEXT上，將分別利用超聲分子束SMBI和普通送氣作為密度調製源，用七道HCN雷射干涉儀測量調製引入的密度擾動信號，研究在兩種不同加料方式下的粒子輸運特性。研究輸運係數與放電參數的相關性；改變電漿密度及其剖面，比較不同的密度剖面對粒子輸運的影響。改變SMBI的粒子穿透深度，研究粒子源位置對粒子輸運的影響。改變電漿電流方向，測量粒子輸運係數，與新經典Ware pinch理論相對比；完善並確立J-TEXT電漿的粒子輸運模型。
結題摘要
為研究粒子輸運行為，J-TEXT開展了用於擾動輸運研究的密度調製實驗。密度調製源採用了普通送氣和超聲分子束SMBI。在各種電漿實驗參數下研究了調製頻率和幅度對實驗的影響，調製頻率的範圍為6.6Hz~33Hz，擾動幅度範圍為6%~20%。除了原有的七道HCN干涉儀，新建的三色偏振干涉儀系統也被用於調製產生的擾動信號的測量，兩個系統獲得的實驗結果吻合得很好。J-TEXT目前採用的粒子輸運模型為向外恆定的擴散係數與向內的線性增長的對流模型，這種模型可以很好的解釋粒子輸運行為。J-TEXT裝置上通常粒子擴散系統D的範圍為0.2~1.2 m^2/s，對流速率V的範圍為0.7~16m/s。通常粒子對流速度方向向內，在低密度條件下，V會呈現向外的趨勢。我們獲得了粒子輸運係數和密度的定標關係,粒子擴散係數D隨密度的上升而下降，而對流速率V隨密度的上升而上升。當電漿密度接近密度極限而最終破裂時，電漿輸運係數，特別是粒子對流速度會明顯增大。利用密度調製實驗數據，我們計算了粒子約束時間，粒子約束時間會雖然密度的增長而增長，最後呈現飽和的趨勢。當Ip=180KA，縱場Bt=2.0T時，密度增加到2.9×10^19m^(-3)左右時，粒子約束時間開始飽和。為研究擾動場下的粒子輸運行為，我們在外加擾動場投入時，進行了密度調製實驗，計算獲得的粒子輸運係數與理論預言具有一致性，即擾動場投入時產生的磁擾動會增強粒子輸運行為。
