等离子体所在EAST先进混杂运行模式研究方向取得新进展
时间 : 2020-08-01     

 近日,等离子体所高翔研究员团队在混杂运行模式研究中取得新进展,研究结果以“Experimental progress of hybrid operational scenario on EAST tokamak”为题发表在核聚变领域权威期刊Nuclear Fusion (Gao et al 2020 Nucl. Fusion https://doi.org/10.1088/1741-4326/abaa91) 上。 

混杂运行模式作为ITER、CFETR等未来聚变装置的先进运行模式之一,在现有装置上开展相关的实验研究是非常重要的工作。在EAST上利用中性束与低杂波组合加热的方式实现的混杂放电,具有芯部平坦的电流密度分布,与ITER计划实施的混杂运行模式在很多方面有类似特征。这种运行模式通常伴随着内部输运垒(电子温度、离子温度、电子密度)的形成,进一步研究发现,ITB的形成与芯部的鱼骨模行为相关,且主要影响电子温度、电子密度的内部输运垒形成。在对ITB的阈值功率研究中发现,EAST上实现的混杂运行模式中,ITB的阈值功率为≥3.5MW,并且符合ITB的国际定标率。 

聚变增益直接与无量纲参数G(=βNH89/q952)成正比,因而如何获得高βN和高约束等离子体是提高聚变增益的关键,同时研究如何维持这样高性能等离子体对于长脉冲稳态运行具有重要意义。通过对前期EAST混杂(高βN)实验的总结探索,目前G因子已经达到0.3,接近ITER混杂运行模式的设计值(≥0.4),对于进一步研究在EAST上获得更高的归一化聚变增益具有重要意义。 

以上研究成果得益于等离子体所相关科研人员的通力合作, 相关研究受到国家自然科学基金、国家重点研发专项等项目的资助。 

论文链接:https://doi.org/10.1088/1741-4326/abaa91  

 
   
  EAST托卡马克运行模式G因子比较