射频波电流驱动控制撕裂模研究

发布时间：2021-11-24 04:33

　　撕裂模或新经典撕裂模会破坏等离子体能量约束性能。通过改善当地的等离子体电流密度分布和/或补偿磁岛内丢失的自举电流,它们可以被局域的射频波电流驱动所稳定。由于电子回旋波具有比较窄的束和很强的吸收,使得它的功率沉积比较局域,适合用来稳定撕裂模。在很多托卡马克实验中己经成功实现了 ECCD稳定撕裂模或新经典撕裂模。本文主要研究了射频波电流驱动控制撕裂模。第一章回顾了驱动撕裂模和新经典撕裂模的物理机制以及采用射频波电流驱动控制它们。第二章中依据约化磁流体方程,数值研究了 ECCD稳定新经典撕裂模,重点放在模稳定所需要的驱动电流大小。NTM的稳定所需要的最小驱动电流与一些参数有关,包括当地自举电流密度、驱动电流径向宽度、相对于有理面rf电流的径向沉积位置以及加入ECCD时的磁岛宽度。通过拟合数值模拟得到的结果,得到了最小驱动电流与这些参数的依赖关系。根据这些拟合表达式,我们得到了 ITER中模稳定所需的调制电子回旋波功率。等离子体湍流尤其是边界密度扰动会展宽ITER中所注入的微波束宽度。假设边界密度扰动使ECW沉积宽度变为0.05a-O.1aa（a是等离子体小半径）,我们数值结果发现所需的调制E... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２撕裂模线性阶段一阶量与等离子体涡旋（Ｗｈｉｔｅ，?１９８６）

Ｄ．在共振面处预加入ＥＣＣＤ??在ＪＴ－６０Ｕ上证实了在３／２ＮＴＭ出现之前，通过在有理面处预先加入??（ｐｒｅｅｍｐｔｉｖｅ）电子回旋波，可以延缓３／２模的出现［９］－９３］。图１．４为ＪＴ－６０Ｕ的??实验情况。在ＮＴＭ出现之前加入ＥＣＣＤ，被激发后的模式只增长到很小的幅??度，而在磁岛饱和后加入相同大小的射频波功率，ＮＴＭ的幅度并不能被减小到??这么小的值。与ＮＴＭ出现之后加入ＥＣＣＤ相同，预加入ＥＣＣＤ同样要求射频??波能准确沉积到有理面位置。依据之前的放电情况，预估最佳的发射镜子角。??在ＤＵＩ－Ｄ上也开展了类似的实验，通过在有理面处预加入ＥＣＣＤ完全避免??了?３／２?ＮＴＭ的激发［９４］。当Ｐ值接近理想Ｐ极限时，可以完全避免３／２模的出现。??在模被激发之前，采用完全的实时平衡重建来估计共振有理面位置，通过发射??镜系统来控制ＥＣＣＤ沉积位置。在存在已激发３／２?ＮＴＭ时

??在共振有理面内侧的负电流密度梯度是解稳的，图１．６显示了具有这种特征的??电流密度分布。对于低ｑ破裂，陡的电流密度梯度，一部分是由于锯齿震荡对＆??的限制。这会导致在中心区域电流密度的展平，以及在中心区域外的地方电流??密度梯度的增加。如果电流增加足够快，以至于没有足够的时间去扩散到等离??子体中，电流分布具有趋肤电流的形式，这会进一步增加边界等离子体处的电??流梯度。当有理面向等离子体边界移动时，便会感受到解稳的电流密度梯度。??对十密度极限破裂，边界面辐射增加会导致等离子体密度分布的收缩。靠外侧??区域约束的损失也会导致电流密度分布的收缩，而不稳定性本身的增长会增加??约束损失并进一步提高这个效应。??在撕裂模的增长过程中


本文编号：3515242