基于垂直磁场压缩的EAST等离子体初步研究

发布时间：2024-03-01 05:28

　　基于等离子体参数随大半径/小半径变化的规律,分析了电流平顶段垂直磁场与相关等离子体参数的关系。垂直磁场的非线性部分用于分析非感应电流驱动效应,包括自举电流效应。此外,对于给定的等离子体电流,推导了平顶段垂直磁场与线平均密度之间的关系,并进一步研究压缩后的等离子体。基于EAST第41195次放电的数据分析表明,垂直磁场强度的增大可以使得等离子体温度、密度、β_p和自举电流份额获得提升,为等离子体参数高参数,特别是β_p提供了一种可能性参考。

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【部分图文】：

图1三种磁压缩模式的示意图

托卡马克外部线圈提供的垂直磁场应平衡等离子体径向向外扩张趋势，保持径向的动态平衡；同时增大的垂直磁场提供等离子体小半径或大半径压缩的磁压力。所需垂直磁场[10]为：式中，Ip为等离子体电流；R为大半径；k为拉长比；βp为等离子体压强与极向磁压强之比；li为等离子体的归一化内感。垂....

图2垂直磁场的非线性分量随时间变化的曲线图

从垂直磁场的组成成分来看，和(βp+1/2)分别反映垂直磁场的线性分量和非线性分量。因此，垂直磁场的非线性分量可归一化为，其中βp引起的非线性分量可归一化为。图2展示了垂直磁场的非线性分量随时间变化的曲线图，以分析非感应电流驱动的效应。非线性分量在等离子体电流上升段占35%，等离....

图3垂直磁场与等离子体电感(a)和(βp+1/2)的时间关系曲线图(b)

垂直磁场对等离子体电感Lp和(βp+1/2)的时间演化趋势如图3所示。黑色方形标记表示在两个不同时间片处Lp或(βp+1/2)的对应磁场值。虽然在平顶段Lp或(βp+1/2)有微小变化，但垂直磁场的大小近似不变。外部线圈提供的伏秒数是有限的，较低的等离子体内感有利于延长托卡马克等....

图4垂直磁场与等离子体密度的关系曲线图

在平顶段，EAST第41195次放电在平顶段期间的参数如a,R,Ip,k和li几乎保持不变，其值列于表1中。因此，式(15)中的物理量aB和kB可看作常量处理。基于给定的等离子体电流，垂直磁场与等离子体密度之间存在准线性关系，如图4所示。EAST第41195次放电的红色*符号表示....

本文编号：3915490