發(fā)布時間：2020-11-07 08:52

　　 等離子體旋轉(zhuǎn)在L-H轉(zhuǎn)換、抑制湍流以及內(nèi)部輸運壘的形成中起著重要的作用。本論文針對離子回旋驅(qū)動等離子體旋轉(zhuǎn)這一物理問題,完成了EAST裝置上射頻波等離子體旋轉(zhuǎn)測量診斷彎晶譜儀診斷系統(tǒng)的升級和調(diào)試工作,并利用EAST實驗診斷數(shù)據(jù)對離子回旋波驅(qū)動的等離子體環(huán)向旋轉(zhuǎn)進行了深入的實驗研究,為離子回旋波旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的物理機制探索累積了豐富的實驗數(shù)據(jù)。診斷方面,在原有彎晶譜儀技術(shù)基礎(chǔ)上進行了減震系統(tǒng)、探測器和雙晶體系統(tǒng)、以及X射線管波長標定系統(tǒng)的升級。首先利用波紋管系統(tǒng)和光學(xué)平臺進行減震處理,消除了震動對系統(tǒng)速度測量帶來的影響;設(shè)計和安裝了高精度晶體支撐系統(tǒng)以及探測器水平移動導(dǎo)軌系統(tǒng),提高了晶體調(diào)節(jié)的精度和探測器水平位置移動的靈活性,可根據(jù)實驗進行測量位置的調(diào)整;極向彎晶譜儀系統(tǒng)探測器升級為大面積固體水冷探測器,拓寬了有效探測面積,并能夠穩(wěn)定運行于EAST長脈沖放電中;對雙晶體系統(tǒng)進行了升級,利用類氦氬光譜和類氖氙光譜同時進行低溫度區(qū)域和高溫度區(qū)域的參數(shù)測量,將溫度測量范圍提高至10 keV;提出了基于X射線管系統(tǒng)的彎晶譜儀實時、全空間波長標定方案,并通過臺面測試,驗證了方案的可行性。實驗研究方面,在不同放電條件下發(fā)現(xiàn)了離子回旋波驅(qū)動了不同方向的環(huán)向旋轉(zhuǎn)。在歐姆條件下發(fā)現(xiàn),離子回旋波注入后ρ～0.3區(qū)域的離子溫度梯度明顯增加,旋轉(zhuǎn)速度在ρ0.3區(qū)域內(nèi)明顯朝同電流方向增加,在ρ0.35區(qū)域有向反電流方向變化的趨勢;在低雜波電流驅(qū)動等離子體中,觀測到了離子回旋波驅(qū)動的同電流和反電流方向的變化,并且觀測到離子回旋波驅(qū)動旋轉(zhuǎn)對等離子體參數(shù)的敏感性,安全因子不是影響離子回旋波驅(qū)動等離子體旋轉(zhuǎn)的主導(dǎo)因素;在H模放電中,ELM出現(xiàn)后再循環(huán)增加,中性粒子濃度上升,導(dǎo)致了旋轉(zhuǎn)速度降低,芯部旋轉(zhuǎn)的變化是等離子體約束變化帶來的結(jié)果;在反向中性束注入背景下,離子回旋波注入后,靠外區(qū)域的旋轉(zhuǎn)首先向同電流方向變化,隨后芯部的旋轉(zhuǎn)才開始變化,并且發(fā)現(xiàn)離子回旋波注入后,快離子行為產(chǎn)生了變化;而在同向中性束背景等離子體中發(fā)現(xiàn),越靠近芯部的旋轉(zhuǎn)向反電流方向變化越大,ρ0.6區(qū)域旋轉(zhuǎn)有向同電流方向變化的趨勢。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TL631.24
【部分圖文】：

第一章緒論示了影響動量輸運的一些關(guān)鍵因素［１６１。其中驅(qū)動因素，也包括反電流方向的驅(qū)動；而阻尼因素則總是使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機制，主要有波紋損失（ｒｉｐｐｌｅ?ｌｏｓｓ）、ＮＢＩ帶來的直加熱引起的快離子相關(guān)效應(yīng)；對于阻尼機制，主要有主離子與中性粒子碰撞造成的粘滯效應(yīng)。這些驅(qū)動力（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ?ｓｔｒｅｓｓ）共同作用于等離子體使得速度剖面到平含了角動量徑向輸運的物理機制。由于角動量守恒，雷除非角動量在最外層閉合磁面（Ｌａｓｔ?Ｃｌｏｓｅｄ?Ｆｌｕｘ?Ｓｕｒｆａｃｅ，?Ｌｐｅ－ＯｆｆＬａｙｅｒ，ＳＯＬ）等離子體。另一方面，如果只考慮某輸運，雷諾應(yīng)力可能會對該類離子產(chǎn)生凈動量，因為角總體守恒，這種湍流輸運效應(yīng)會引起不同離子之間的環(huán)Ｄｒｉｖｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?Ｄａｍｐｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??

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本文編號：2873717