建立可用于宽波数范围密度涨落测量系统,重点研究电子温度梯度模湍流的特征及其随等离子体参数的演化,以及在各种约束状态下它与电子热输运的关系;建立湍流传播速度诊断系统,研究内部输运垒的形成机理及其演化动力学,以及剪切流与湍流的相互作用;发展电子温度涨落成象诊断系统,研究在各种约束状态下电子温度湍流的模特征、相干结构和长程相关特性及其与电子热输运的关系;完善和发展湍流数据分析方法,为上述研究提供有效的分析工具。本项目的完成将为托卡马克等离子体湍流和输运理论的发展提供重要的实验依据。
建立了扫频和多普勒微波反射计、三道二氧化碳激光相干散射系统和电子回旋辐射成像诊断系统,它们已应用于研究芯区等离子体湍流、粒子输运、电子热输运、带状流和磁重联物理。首次利用多脉冲超声分子束研究粒子输运,并首次应用它观测到非局域输运现象及其粒子约束改善现象;首次发现自发产生的粒子内部输运垒;测量了芯区等离子体ExB极向流速度。首次观测到在宽谱电子温度涨落中存在低频带状流的迹象;首次观测到在高密度欧姆加热等离子体中,电子温度涨落中同时存在电子和离子模湍流的迹象;在锯齿振荡等离子体中,发现电子温度扰动的演化特征,与气球模和完全重联模型的部分预言一致,并观测到在锯齿破裂之前存在多个磁岛的现象。在低杂波电流驱动等离子体中,首次观测到电子密度涨落幅度爆发性增长的行为;在欧姆加热等离子体中,观测到大波数湍流的波数谱随波数增大而单调指数下降的规律。首次测量了测地声模带状流的三维波数和频率谱,完备地证实了其环向和极向对称性,以及径向有限波数和向外传播的特征,并首次给出了测地声模是湍流的参量不稳定性产生的实验证椐。本研究结果为湍流和反常输运机理以及磁重联机理的深入研究提供了重要实验数据。