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电子输运问题的几个实验构思

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

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电子输运问题的几个实验构思

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Presentation Transcript

  1. 电子输运问题的几个实验构思 李亚东、李建刚、张晓东、任重

  2. 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。

  3. 我们现有的结果 Frequency profile changed with k wavenumber increasing 二个相速度 PH=/k 弱湍流特征

  4. 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

  5. 密度峰化与捕获电子模稳定关系的验证 • 研究背景 • the wall material of fusion device Neutron Alpha particle The energy of burning plasma Electrons transfer energy to ions Heat mainly electrons Keeping plasma burning Electron confinement (electron energy confinement: e-ITB ) + (electron partcle confinememt: density peaking)

  6. 密度峰化的可能因素 • The effect of electron thermodiffusive in plasmas dominated by the TEM instability.(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 decreases towards the values expected for ITER

  7. 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

  8. 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 ks~1) -RTe/Te,, -Rne/ne, Ft--- the fraction of trapped electrons

  9. 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 ?

  10. DIII-D experiment (21thIAEA)

  11. 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S≈1.1±0.2mm。 放电参数为 IP=180kA, ne=1.5×1019m-3 BT=4000A;

  12. 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

  13. 附录：

  14. Fluctuation spatial scale and transport s0.1cm in HT-7 normal discharge 我们可以实现TEM ,TEM+ETG,ETG实时监测

  15. CO2 laser collective scattering system probe3 probe2 probe1 He-Ne laser CW co2laser He-Ne laser

  16. Thank you for your attendance

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