文档介绍：HT-7等离子体中的金属杂质 行为研究
主要内容
研究目的
研究背景
上轮实验提案情况简介
研究内容
本轮的实验要求
所需要的主要诊断
研究目的
认识和理解HT-7托卡马克等离子体中的金属杂质行为及其规律;寻求它们的相对含量与放电参数以及辅助加热功率Padd之间的关系;估计金属杂质对等离子体性能的影响;初步研究HT-7射频波投入下的金属杂质输运情况。
杂质不仅会辐射能量并影响等离子体中参数的空间分布以及等离子体的总体能量约束时间,而且会稀释工作气体的离子密度,进而影响聚变反应功率密度;
金属杂质的聚芯趋势将对主约束等离子体影响很大,因此,研究金属杂质的行为已成为核聚变研究的课题之一。国际上很多聚变研究装置进行了相关的研究并取得了一定的进展和成果。
研究背景
ST,DITE,PDX上较早研究了金属杂质行为;金属杂质的含量与等离子体参数(Ip,Ne)之间的变化关系(TFTR);金属杂质的种类和含量受不同壁材料和壁处理的影响(TFTR,DITE);射频波(ICRF)和NBI辅助加热下会观测到明显的金属杂质,并对它们的行为进行了研究(JET,TFR, TFTR );HL-1,LHD上也对一些金属杂质的行为进行了研究。在PBX和LHD上利用软X射线能谱诊断还对金属杂质的输运进行了分析。
上轮实验提案情况简介
本提案基本没有单独占用时间,绝大部分为跟随测量,
获得了一些有意义的实验数据,正详细处理和分析数据。
欧姆放电条件下:(Ip=80-170kA,ne=-,获得部分数据)
辅助加热和电流驱动条件下:
1,LHW(不同Ip,ne,功率扫描,获得部分数据)
2,ICRF(56MHz和40MHz由于密度变化较大,数据不理想;27MHz和30MHz本轮未投入。
3,LHCD+ICRF( 24MHz ICRF和LHCD共同投入,数据比较理想,但27MHz和30MHz未投入)
4,壁处理(硼化,锂化)前后获得了一些数据。
有效炮数:约100炮
金属杂质线辐射强度与电流Ip的关系
欧姆放电下,相同ne,金属杂质线辐射强度随电流Ip增大而增加。
金属杂质线辐射强度与密度ne的关系
欧姆放电下,相同Ip,金属杂质线辐射强度随密度ne增加呈指数减小。
硼化对金属杂质线辐射的影响
欧姆放电下,刚硼化后基本没有金属杂质线辐射( shot 103193),硼化后600炮左右能观测到非常明显的金属杂质线辐射(shot 103780)。说明硼化对金属杂质有比较好的抑制作用。
欧姆放电下,硼化后200炮之内基本没有金属杂质的线辐射,直到大约280炮之后才能明显的观测到。Ti的线辐射随着放电炮数的增加而明显增加,但Cr和Fe的增加不明显。说明一次硼化能经受至少600炮的放电后仍然对金属杂质有一定的抑制作用。
硼化对金属杂质线辐射的影响
在上轮实验中,欧姆放电下,锂化前后三炮106005(锂化前),106025(固态锂),106050(液态锂)的金属杂质的线辐射基本没有变化。需要在本轮锂限制器实验中证实锂化对金属杂质线辐射的影响。
锂化对金属杂质线辐射的影响