等离子体所在托卡马克三维磁扰动场对阿尔芬本征模控制研究方面取得新进展
时间 : 2018-09-14     

日前,等离子体所EAST团队孙有文研究员课题组在EAST上利用三维磁扰动场控制阿尔芬本征模研究方面取得了重要进展,相关结果由博士研究生楚南等人近期以快报的形式发表在聚变领域顶级期刊Nuclear Fusion上。

在未来ITER等聚变装置中低碰撞率的燃烧等离子会因为核聚变反应产生大量的高能离子,它们对于核聚变反应稳态自持地进行有非常重要的作用。而在低碰撞率下,阿尔芬本征模会因为波-粒相互作用导致高能粒子的严重损失,这会严重抑制核聚变反应的发生。因此研究对阿尔芬本征模的主动控制对于未来聚变反应堆的自持燃烧有非常重要的作用。 

课题组首次在EAST托卡马克中发现了外加的静态三维磁扰动对环形阿尔芬本征模的激发作用。其中外加的三维磁扰动在n=2渗透之后首先会激发出浅捕获的高能电子,而后这些高能电子会进一步共振驱动一支环向模数为n = 2的沿着离子逆磁方向传播的环形阿尔芬本征模。相应频段的浅捕获高能电子对应的能量和硬X射线能谱诊断测量到的光子能谱有非常好的对应关系,这说明了这支环向阿尔芬本征模是由浅捕获的高能电子驱动的。这些研究结果显示外加的三维磁扰动场或许可以作为一种主动控制阿尔芬本征模的手段应用到未来主要运行低碰撞率燃烧等离子体的ITER等聚变装置中。 

以上研究成果得益于等离子体所内各个系统的大力支持,尤其是诊断组对于各种诊断数据的大力支持和控制组对于实验运行的大力支持。另外对电源、低温、真空等相关系统对实验的支持也一并表示感谢。相关研究受到国家自然科学基金等项目的资助。 

论文链接:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/aad70c

   
  三维磁扰动在发生n = 2渗透后激发出n = 2 的环形阿尔芬本征模 
    
  相应频段的浅捕获的高能电子能量范围和硬X射线诊断的光子能谱结果一致