J-TEXT托卡马克上偏压电极驱动等离子体转动的特性研究

发布时间：2023-02-08 08:37

　　托卡马克等离子体转动在抑制微观湍流和宏观磁流体不稳定性、改善等离子体约束等方面扮演着重要角色,目前转动相关物理研究已取得诸多成果,但是仍然存在很多难题,如本征转动的驱动机制、动量输运的物理过程、转动对宏观磁流体(MHD)不稳定性作用的机理等,等离子体转动的研究仍然具有积极意义。本文依托于J-TEXT托卡马克装置,建立了一套适用于测量J-TEXT边界离子温度的减速场分析仪(RFA),并优化了调制转动的工具——偏压电极(EB)系统,完成了以下实验内容:首先,利用RFA测量了 J-TEXT刮削层离子温度Ti的分布,发现Ti约是静电探针测量的电子温度Te的1.2～2.3倍。比较不同放电位型下的离子温度分布发现,Ti分布的衰减长度λT与磁连接长度Lc之间近似满足关系:λT∝(?),而且离子温度分布具有极向不对称性,低场侧中平面的分布比顶部平坦,可能是由中平面较强的横越磁力线输运引起的。结合RFA和静电探针对偏压电极动量源区的环向角动量平衡进行分析,得到环向动量阻尼系数约为μΦ=103～104 s-1,并通过实验证明了局部环向动量陷主要是由中性粒子阻尼贡献的。另外,拓展了 RFA的应用,实现了电子...

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 等离子体转动的研究意义
    1.3 论文研究内容
2 托卡马克等离子体转动的研究现状
    2.1 本征转动
    2.2 动量输运
    2.3 动量源
    2.4 动量陷
    2.5 等离子体转动对宏观MHD不稳定性的作用
    2.6 本章小结
3 实验诊断及相关系统
    3.1 J-TEXT装置
    3.2 偏压电极系统
    3.3 静电探针系统
    3.4 减速场分析仪
    3.5 等离子体转动测量系统
    3.6 本章小结
4 边界离子温度和局部动量阻尼的实验研究
    4.1 实验安排
    4.2 刮削层离子温度分布研究
    4.3 局部环向动量阻尼的分析
    4.4 改进的减速场分析仪测量结果
    4.5 本章小结
5 基于偏压电极调制的动量输运研究
    5.1 实验安排
    5.2 微扰分析法获取动量输运系数
    5.3 动量输运系数应用
    5.4 本章小结
6 偏压电极对2/1撕裂模作用研究
    6.1 实验安排
    6.2 偏压电极对2/1撕裂模的影响
    6.3 偏压电极锁模解锁初步实验结果
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表的论文目录



本文编号：3737679