Embed Size (px)
DESCRIPTION
电子输运问题的几个实验构思. 李亚东、李建刚、张晓东、任重. 高 K 密度涨落分量特性研究. 研究背景 - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
电子输运问题的几个实验构思
李亚东、李建刚、张晓东、任重
高 K 密度涨落分量特性研究• 研究背景20thIAEA 会议上， Tore Supra 装置的二氧化碳激光相干散射诊断工作
组的实验数据显示，在电子热输运主导的实验条件下， k 波矢从 9.5cm-1 扫描到 15cm-1 ，没有发现反常的密度涨落现象 , 进一步拓宽 k 谱的测量范围，最大 k 拓展到 26cm-1 ，仍然没发现密度涨落增强的趋势。 DIII-D 装置微波相干散射诊断工作组的实验结果显示，用中性束加热扰动等离子体温度，低 k(k=1cm-1) 与高 k(k=35cm-1) 密度涨落变化有一定的相似性；用脉冲 ECH 加热时，高 k 与低 k 的密度涨落变化趋势相反；在 21thIAEA 会议上， DIII-D 工作组的实验结果显示，高 k(k=35cm-1) 密度涨落不是 ITG 模和 TEM 模的残留和延续。而 ToreSupra 工作组的新实验结果表示在 ETG 模区域没有发现新的涨落分量。以上实验结果导致了欧州、美国学术界对电子热输运微观机理看法的差异 , 因此，在高 K 寻找新的密度涨落分量、发现其与电子热输运的关系是关键问题。
我们现有的结果
0 500 1000 1500 20000
1
2
3
4
5
6
comparing channelamplifier noise
ne=2.0*1019m-3 I
P=165kA
BT=1.8T t=400~500ms
s(k,
f) a
.u.
frequency (kHz)
k=25cm-1
k=17cm-1
k=20cm-1
k=23cm-1
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 18000
2
4
6
ne=2.0*1019m-3 I
P=165kA
BT=1.8T t=400~500ms
comparing channelamplifier noise
s(k,
f) a
.u.
frequency (kA)
k=25.5cm-1
k=28cm-1
k=31cm-1
k=34cm-1
Frequency profile changed with k wavenumber increasing
二个相速度 PH=/k弱湍流特征
实验的目的
• 不同等离子体参数下的色散关系 ( 相速度 )
实验条件 (I):
IP=170kA, ne=1.5×1019m-3 BT=4000A;
IP=200kA, ne=1.5×1019m-3 BT=4000A;
IP=170kA, ne=1.5×1019m-3 BT=3800A;
IP=220kA, ne=1.5×1019m-3 BT=3800A;
K 谱扫描实验，要求装置壁干净，高温等离子体。
实验条件 (II):
IP=180kA, ne=1.5×1019m-3 BT=4000A;
等离子体电流从 180kA 慢爬升到 200kA ， ne=1.5×1019m-3 BT=4000A;
等离子体电流从 180kA 缓慢下降到 160kA ， ne=1.5×1019m-3 BT=4000A;
K 谱扫描实验，要求装置壁干净，高温等离子体
密度峰化与捕获电子模稳定关系的验证
• 研究背景
The energy of burning plasma
Neutron
Alphaparticle
• the wall material of fusion device
Heat mainly electrons
Electronstransfer energy
to ionsKeepingplasmaburning
Electron confinement
(electron energy confinement: e-ITB ) +
(electron partcle confinememt: density peaking)
密度峰化的可能因素
• The effect of electron thermodiffusive in plasmas dominated by the TEM in
stability.(TCV,AUG JET)
• The density peaking factor neo/ 〈 ne 〉 in JET H mode increases from near
1.2 at high collisionality to around 1.5 as the plasma collisionality decrease
s towards the values expected for ITER
我们的实验现象
83837 号放电 ---- 二波协同实验中的密度峰化过程
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
Y A
xis
Title
X Axis Title
150ms 450ms 600ms 750ms 850ms
实验考虑
• 重复典行的 LHCD+ICH 二波协同实验中的粒子约束改善的实验条件，逐渐改变 LHCD 功率，即功率减小、功率增大各 50~100kw 三 K 监测。
影响 TEM 模稳定的因素Trapped electron mode (TEM: maximum in ks~1)
-RTe/Te,, -Rne/ne,
Ft--- the fraction of trapped electrons
电子热输运微观机理探索
• 电子的热输运归因于捕获电子模 (TEM) 和电子温度梯度模 (ETG) 湍流。一般认为 TEM 模湍流主导了电子的热输运。随着电子内部输运垒 (e-ITB) 的发现，电子温度梯度模湍流认为是反常的电子热传导产生的原因，理论和数值模拟研究显示， ETG 模湍流的非线性耦合可在径向产生大尺寸的相关结构，从而产生可观的电子热输运。但是目前还缺少直接的实验证据
• 2003 年 EU-US TTF 白皮书指出：
Track transition from TEM to ETG ?
High-k for ETG how large is transport to ETG ?
DIII-D experiment (21thIAEA)
实验考虑
LHCD 为加热模式，较高功率调制运行，三 K 波矢密度涨落监
测。监测区域为 TEM 模、 TEM+ETG 模、 ETG 模，观察各
道涨落信号的差异。
HT-7 装置常规放电，等离子体约束区 SS≈1.1≈1.1±0.2mm±0.2mm 。。
放电参数为 放电参数为 IP=180kA, ne=1.5×1019m-3 BT=4000A;
高阶 MHD 与密度涨落关联实验
• 电子的热输运被认为与磁涨落有关，因此观察高 K 密度涨落与 mirnov 的关联是十分有意义的。
• 实验构想 重复典行的 Mirnov振荡实验，密度涨落测量 K 谱扫描
附录：
s0.1cm in HT-7 normal discharge
Fluctuation spatial scale and transport
我们可以实现 TEM ,TEM+ETG,ETG 实时监测
CO2 laser collective scattering system
CW co2laserHe-Ne laser
He-Ne laser
probe3
probe2
probe1
Thank you for your attendance
