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调研报告;
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托卡马克等离子体中的锯齿振荡
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本文全面地介绍了在托卡马克装置上锯齿振荡研究的主要成果。主要内容有锯齿的实验研究
和诊断方法,实验现象的分类描述锯齿的主要特征参数及其定标律,
的动力学过程,锯齿过程的数值模拟,锯齿的控制和稳定化,锯齿变化的各种效应和作用,锯齿现
象在实验诊断及其它方面的麻用等。
关键词锯齿振荡
韶骁.
锯齿现象概述
托卡马克等离子体中的锯齿振荡是指芯部等离子体由于周期性不稳定性产生的弛豫振荡
过程。在软射线及电子温度上能观测到它的快速下降及其后的缓慢一升,其形状与锯齿形
状非常相似,故此得名。锯齿振荡自年在托卡马克装置首次观测到以来,在实验研究
和诊断方法、理论解释和数值模拟以及实际应用等方面都得到了巨大发展。目前,对其产生机
制的理解仍不很完善
研究锯齿振荡的主要目的是想在将来聚变堆装置中抑制这种振荡,以便大大提高芯部的
粒子和能量约束时间·增加聚变反应率。目前,可利用锯齿振荡获得许多芯部等离子体的信息
和参数。
锯齿振荡的实验研究和诊断方法
由于锯齿振荡是芯部等离子体周期性的弛豫过程,因此在反映芯部参数的渗断信号上可
明显地观测到,在与其相关的诊断信号上也被大量地观测到。目前,锯齿振荡已经在软射
线、或电子温度、电子密度。及蛇形密度扰动、热核中子发射、硬射线、微波、或
离子温度..。及可见光谱、及高电荷态杂质谱线、极向磁场扰动、甚至中心安全因
子上观测到。下面筒要介绍一些锯盘振荡的实验现象。
硬射线的反锯齿振荡首先在⋯装置上观测到,其周期与软射线周期完全一致,
但其峰值时间比锯齿崩塌时间延迟约.,如图所示。这可理解为增量逃逸电子从一
磁面附近到达孔栏所需的时问。由于锯齿崩塌使磁面外的逃逸电子增加、因此观测到反
锯齿现象。
图给出了。装置上. 杂质谱线辐射的测量结果、同佯观测到了锯
齿振荡。由于高杂质在芯部积累,破裂将其输运到一磁面外侧,芯部杂质浓度下降,所以
观测到锯齿振荡。
· 车稿件于年月收到。
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图硬射线和中心软射线上的锯齿振荡及图中性束洼期间.
线平均密度五线辐射强度在中性束加热期问的
锯齿舟期是~./
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位袁示敏射线表示时间.
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/好在开始的复合锯齿崩塌之前实线和之后虚线分布的变化
对圈,应注意::州锯齿爵期的大变
——部分崩塌,——完宝崩塌——.
在装置上还观测到了热核中子的锯齿振荡由于热核中子的产生灵敏地取决于中心
离子温度,锯齿崩塌使离子温度下降而导致聚变反应率下降,因此观测到热核中子的正锯齿振
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荡。
图给出了装置上观测到
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的复合锯齿