J-TEXT上等离子体电流调制抑制撕裂模不稳定性的实验研究

发布时间：2020-04-07 11:45

【摘要】：撕裂模不稳定性是托卡马克放电实验中常见的磁流体不稳定性,它不仅会导致等离子体约束变差,也有可能促发等离子体的大破裂,因此进行抑制撕裂模不稳定性的研究对这类磁约束核聚变装置的长期稳定运行具有重要意义。等离子体电流调制是近年来提出的一种抑制撕裂模不稳定性的方案,其实现方法是通过调制欧姆加热场电源在等离子体平衡电流上感应一个交流的扰动电流,形成动态的共振磁面,从而达到抑制撕裂模的效果。为了更好地理解等离子体电流调制抑制撕裂模不稳定性的作用机制,本文利用J-TEXT托卡马克装置开展了相关的基础理论研究和一系列的物理实验研究,在实验上成功地利用等离子体电流调制手段完全抑制撕裂模不稳定性,并且获得了有效抑制撕裂模的调制参数区间。通过对撕裂模不稳定性的基本理论和物理模型的深入调研和学习,利用磁流体力学方法分析了等离子体电流调制抑制撕裂模的理论模型,相关数值分析结果显示当有理面振荡宽度大于磁岛宽度且超过撕裂层宽度时,能够很好地抑制线性撕裂模。为了验证理论数值模拟结果及更高效地通过电流调制抑制撕裂模,在J-TEXT托卡马克装置上开展了一系列具有对比性的实验研究,实验表明电流调制抑制撕裂摸的效果与调制电流的幅值和频率具有很强的关联性,调制频率相同时,调制幅度超过一定阈值才能完全抑制撕裂模;调制幅度相同时,频率较高时抑制效果不显著;不同的调制波形以及等离子体的安全因子对调制效果也会有一定的影响。最后通过实验研究,证实在电流调制过程中,电流调制引起的位移振荡对撕裂模的影响可忽略,表明电流调制抑制撕裂模不稳定性的机理还有待探索。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL631.24

【参考文献】

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本文编号：2617867