從EAST裝置2016年的放電實(shí)驗(yàn)中,選取了119次等離子體破裂放電數(shù)據(jù),分析誘發(fā)等離子體破裂的原因,發(fā)現(xiàn)約60%的破裂是由垂直不穩(wěn)定性直接引起的,其破裂后將會(huì)產(chǎn)生更大的暈電流,從而產(chǎn)生更大的電磁應(yīng)力損壞裝置。對(duì)由垂直不穩(wěn)定性引起的破裂（簡(jiǎn)稱為VID）（72次放電）進(jìn)行了研究,建立了分別基于單變量（垂直位移）和兩維變量（垂直位移、垂直位移增長(zhǎng)率）的預(yù)測(cè)模型用于對(duì)VID破裂的預(yù)測(cè)。離線測(cè)試表明,基于兩維變量的預(yù)測(cè)模型可以在破裂發(fā)生前20ms給出破裂預(yù)警信號(hào),預(yù)測(cè)成功率達(dá)93%。 

【文章來源】：核聚變與等離子體物理. 2019,39(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

EAST裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[7]對(duì)EAST2016年的放電數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選分析(等

9%的破裂(34次放電)由鎖模、MHD行為直接導(dǎo)致。對(duì)比VID破裂與非VID破裂的暈電流大小，如圖2所示，可以看出由垂直不穩(wěn)定性導(dǎo)致的VID破裂產(chǎn)生的暈電流比非垂直不穩(wěn)定性破裂的暈電流高8.9%。這意味著將產(chǎn)生更大的電磁應(yīng)力。2.1對(duì)EAST上VID的統(tǒng)計(jì)分析針對(duì)VID(總計(jì)72次放電)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析與分類，將其分為三類：a)破裂前發(fā)生垂直位移時(shí)，伴隨著一些物理擾動(dòng)(雜質(zhì)聚芯、MHD行為、多次小破裂等，如圖3所示)，這些物理擾動(dòng)可能觸發(fā)了圖2VID破裂與非VID破裂的對(duì)比圖a——等離子體電流的時(shí)間演化；b——等離子體垂直方向位置的時(shí)間演化；c——暈電流的時(shí)間演化。垂直不穩(wěn)定的產(chǎn)生或增長(zhǎng)，約占VID總體的37.5%(27次放電)；b)在垂直位移發(fā)生時(shí)，通過對(duì)等離子體參數(shù)的信號(hào)觀察，沒有發(fā)現(xiàn)明顯物理擾動(dòng)，其約占VID總體的36.1%(26次放電)；c)當(dāng)加入RMP時(shí)，觀察到VID發(fā)生頻繁，此類VID約占VID總體的26.4%(19次放電)，如圖4所示。2.1.1擾動(dòng)效應(yīng)分析用垂直方向的最大可控位移來表示裝置的垂直不穩(wěn)定性控制能力[2]，EAST上的垂直不穩(wěn)定控制能力在2~5cm�？炜鼐�圈電流飽和時(shí)(失控)的垂直位移satZ反映了對(duì)垂直位移的最大可控能力，即垂直位移satZ越大，控制能力越強(qiáng)，反之則越弱。對(duì)所有VID的快控線圈電流飽和時(shí)的垂直位移satZ和垂直位移增長(zhǎng)率satdlnZ/dt(dlnZ/dt表示垂直位移增長(zhǎng)率[8]，ZZZ垂直位置平衡，smssmssmssmslnlndln/dttZZZttt)進(jìn)行了分析。圖5?

106核聚變與等離子體物理第39卷率下，有物理擾動(dòng)的垂直位移比無物理擾動(dòng)的垂直位移小，說明物理擾動(dòng)削弱了EAST裝置對(duì)垂直位移不穩(wěn)定性的控制。所以，為了理解擾動(dòng)效應(yīng)對(duì)垂直不穩(wěn)定性控制的影響，分析了破裂前等離子體各參數(shù)與垂直位移的關(guān)系。圖3垂直不穩(wěn)定性的增長(zhǎng)伴隨雜質(zhì)聚芯活動(dòng)a——等離子體電流的時(shí)間演化；b——電子密度的時(shí)間演化；c——等離子體垂直位置的時(shí)間演化；d——快控線圈電流的時(shí)間演化；e——磁探針信號(hào)的時(shí)間演化；f——等離子體芯部輻射的時(shí)間演化；g——等離子體邊緣輻射的時(shí)間變化；h——軟X射線的時(shí)間演化。黑色虛線表示垂直不穩(wěn)定開始的時(shí)刻。圖4VID破裂的分類情況圖5垂直位移與垂直位移增長(zhǎng)率的關(guān)系2.1.2垂直不穩(wěn)定性與等離子體參數(shù)分析對(duì)所有的VID破裂放電進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從破裂前垂直位移不穩(wěn)定性出現(xiàn)開始，取快控線圈電流的波峰和波谷且其值大于2500A時(shí)對(duì)應(yīng)的等離子體

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]EAST垂直位移被動(dòng)穩(wěn)定及主動(dòng)控制模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉磊.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3588443