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第六章，粒子约束

第六章，粒子约束. 粒子输运和控制 杂质输运和辐射 偏滤器 高能粒子物理. １，粒子输运. DIIID 上Ｌ模等效热输运和粒子输运系数. TCV 装置上两种放电条件下密度轮廓和温度轮廓的比较. Ware pinch. 无碰撞时，粒子环向运动方程. 对于香蕉粒子，平均后稳态时左方为０. 典型值 E φ =0.1V/m,B θ =0.5T, 〈 v r 〉 =0.2m/s. 实验研究方法. 稳态分析 扰动技术 　锯齿振荡 　重复吹气，弹丸注入 　激光吹气（杂质输运）. DIIID 热离子 H 模的粒子约束研究 （稳态分析方法）. τ p > τ E.

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第六章，粒子约束

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Presentation Transcript

  1. 第六章，粒子约束 • 粒子输运和控制 • 杂质输运和辐射 • 偏滤器 • 高能粒子物理

  2. １，粒子输运 DIIID上Ｌ模等效热输运和粒子输运系数 TCV装置上两种放电条件下密度轮廓和温度轮廓的比较

  3. Ware pinch 无碰撞时，粒子环向运动方程 对于香蕉粒子，平均后稳态时左方为０ 典型值Eφ=0.1V/m,Bθ=0.5T,〈vr〉=0.2m/s

  4. 实验研究方法 • 稳态分析 • 扰动技术 　锯齿振荡 　重复吹气，弹丸注入 　激光吹气（杂质输运）

  5. DIIID热离子H模的粒子约束研究（稳态分析方法）DIIID热离子H模的粒子约束研究（稳态分析方法） τp>τE 和密度正相关 和边界区Ti相关

  6. 调制法测量粒子输运系数 R<0.9a源项S可略 输运方程 引进扰动项 其中

  7. JT-60上的粒子输运(He)CXRS（电荷交换复合光谱）测量密度JT-60上的粒子输运(He)CXRS（电荷交换复合光谱）测量密度

  8. ASDEX上用气体调制法测量粒子输运系数 不同测量道密度调制波形 不同电流(q值)的实验结果

  9. 边界区粒子输运是湍流输运 密度相对涨落约30% 和漂移波不稳定性大致符合

  10. 一些主要实验结果（并不很普遍） • D∝1/n • V,D朝边界增大 • V,D在密度极限增大 • 弹丸射入等离子体内部能达到更高的密度极限 • 核心区粒子和热输运高度相关，接近离子输运 • ELM影响粒子输运 DIIID上离子热扩散和粒子扩散系数比较

  11. 原子过程 分解 分解电离 电子碰撞电离 电荷交换 辐射复合 三体碰撞复合

  12. 加料方法 • 吹气 • 弹丸注入 4km/s，渗透ITER半径20-30% • 紧凑环注入 弹丸强场注入和弱场注入比较(ASDEX-U)

  13. 紧凑环(CT)注入 速度可达1000km/s 密度可达1022m-3 可入射到 加速装置RACE

  14. 2,杂质输运 杂质的向中心集中效应 杂质输运属于碰撞区，但 主要实验结果是反常的 不同杂质的辐射水平 杂质效应：增加辐射能量损失和降低核反应率

  15. Tore Supra:反常杂质输运 激光吹气，痕量注入 实验结果和新经典及湍流输运比较 Z扫描，约束时间 Ni注入，不同电子密度

  16. Alcator C-Mod上可视杂质输运

  17. TEXTOR上短脉冲充气研究杂质输运 D远远大于新经典值 D朝边界区减少 D在中心区减少

  18. ASDEX上的杂质输运利用锯齿振荡 He-Ar符合新经典值 Kr,Xe高于新经典值，高Z向中心集中

  19. HL-2A激光吹气研究杂质(Al)输运

  20. Shot 55802 JET上的杂质输运大于新经典值 L模放电 H模放电

  21. 排灰问题 L模，supershot，ELM-H模符合这一要求

  22. ３，偏滤器偏滤器的功能 • 消散主等离子体逸出功率 • 保持充分气压以排出氦灰 • 减少杂质产生 • 屏蔽壁产生杂质

  23. 偏滤器的构造 １，偏滤器盒：支撑 ２，靶：离子中性化 ３，反射板：反射中性粒子 ４，罩：反射中性粒子 ５，衬套：保护盒子 ６，诊断设备 ７，支撑件，密封件，冷却管

  24. 偏滤器的构造（续）

  25. 偏滤器的物理模型

  26. 偏滤器工作区域 • 鞘限制区 • 热导限制区 • 脱栏区

  27. 脱栏等离子体 DIIID上氘气吹气造成的脱栏等离子体

  28. ４，α粒子物理 土豆轨道

  29. α粒子的慢化和加热

  30. 不同装置上快离子参数 δ:轨道相对磁轴的位移

  31. α粒子输运 • 中心区为新经典~0.1m2/s • 外部为环向场波纹损失 • 也形成自举电流 21MA点火等离子体电流密度轮廓

  32. 环向场波纹度粒子损失 红外照相研究波纹度粒子损失 波纹度分布和波纹井边界

  33. 高能粒子引起的不稳定性 • 低频MHD模 　鱼骨振荡 　和其它MHD模的作用 • Alfven频率模 TAE TFTR上TAE的观测

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