高约束模边界输运垒结构研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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高约束模边界输运垒结构研究

项目名称：高约束模边界输运垒结构研究
项目类别：重大项目
批准号：10990212
申请代码：A050608
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2010-01-01-2014-12-31

项目负责人：万宝年
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院合肥物质科学研究院
批准年度：2009

中文摘要：

边界输运垒（ETB）是指等离子体高约束模式下边界形成的具有陡峭压力分布的径向区域。ETB结构和动力学既取决于等离子体物理，又取决于中性原子物理等边界过程。ETB宽度的不确定性使得对聚变实验堆的边界参数以及整体性能的预测带来不确定性，但普适的宽度定标至今还没有建立，决定ETB宽度的物理机制仍不清楚。本课题将发展高空间分辨微波反射计、快速扫描边界探针系统等边界诊断；对ETB宽度定标开展研究，寻找在稳态下维持较宽ETB的条件，希望基本弄清边界中性粒子、等离子体位形三角度以及纵场波纹在决定ETB宽度中的过程和影响；对高边界基座密度下维持稳态H模机理的探索，研究决定H模密度极限的可能机制、验证理论模型；通过定标研究寻找影响H模功率阈值可能的其它关键参数，为理解H模的触发机理提供实验依据。

中文主题词：高约束模式；边界输运垒；L-H 转换；边界局域模；EAST托卡马克

英文摘要：

high confinement modes；edge transport barrier；L-H transition；edge-localized modes；EAST tokamak

英文主题词： high confinement modes；edge transport barrier；L-H transition；edge-localized modes；EAST tokamak

结论摘要：

利用中性束注入、离子回旋波和低杂波加热在EAST托卡马克装置上获得了高约束模式等离子体，发现获得H模所需功率接近于国际托卡马克经验定标率，磁场位形、再循环状态对H模阈值功率有重要影响。发展了Q-V-W波段的微波反射计和汤姆逊散射系统获得了不同加热条件下边界输运垒的结构以及演化，初步比较了不同放电条件下ETB的宽度和高度。利用边界快速探针系统和充气成像系统，系统地研究L-H转换之前、之后以及转换瞬间湍流扰动、压强梯度、剪切流等相关物理量扮演的角色，发现湍流驱动剪切流在H模触发中的关键作用。研究了带有大幅度和小幅度边界局域模的高约束模式等离子体的性能以及边界局域模对偏滤器靶板的影响。发展了低杂波、锂球注入等手段控制边界局域模，并在锂化壁处理和射频波辅助加热条件下，获得了超过30s的长脉冲高约束等离子体。研究了边界准相干模、边界湍流、边界局域模等边界涨落在台基演化中的作用以及它们的物理本质，发现了在EAST高碰撞率台基区限制台基压强梯度进一步增长的可能主要不稳定性模式，获得了边界准相干模在台基区排出粒子和热的直接实验证据，进一步探索了带有边界准相干模的长脉冲高约束模式运行放电。

成果综合统计