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EAST上基于平衡中性束注入方法的L模等离子体自发扭矩分布实验研究
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作者 袁泓 尹相辉 +9 位作者 吕波 金仡飞 bae cheonho 张洪明 符佳 刘海庆 赵海林 臧庆 王福地 向东 《物理学报》 北大核心 2025年第9期241-249,共9页
等离子体旋转及其剪切是影响聚变装置的关键参数之一,等离子体旋转的驱动和控制对未来聚变堆的稳定运行和约束改善都具有很大意义.目前靠外部动量注入的方式不足以在满足Q大于5的同时抑制电阻壁模不稳定性.因此,有必要对不依赖外部动量... 等离子体旋转及其剪切是影响聚变装置的关键参数之一,等离子体旋转的驱动和控制对未来聚变堆的稳定运行和约束改善都具有很大意义.目前靠外部动量注入的方式不足以在满足Q大于5的同时抑制电阻壁模不稳定性.因此,有必要对不依赖外部动量注入的等离子体自发旋转展开实验研究.为了更好地预测未来聚变装置中自发旋转速度的大小,本文在东方超环托卡马克(EAST)上开展了残余应力与无量纲参数的定标研究,利用平衡中性束的方法进行了多次自发扭矩的实验测量,为未来托卡马克装置中等离子体自发旋转的预测提供实验依据.实验定标结果表明,芯部残余应力与ρ*^(-1.80±1.26)相关,而边界残余应力的定标则显示出对ρ*^(1.26±0.63)的依赖性,这表明随着装置尺寸的增大,未来托卡马克聚变堆中芯部的残余应力可能会增大,而边界残余应力则减小.芯部与边界残余应力的定标结果差异表明,在边界区域刮削层区残余应力的产生过程中,有E×B流剪切以外的对称性破坏机制起主导作用.在自发扭矩与ν*的定标之间发现芯部自发扭矩依赖于ν*^(0.21±0.18).结合芯部自发扭矩与归一化旋转半径、归一化碰撞率的定标结果,得到芯部自发扭矩的定标律为ρ*^(-1.39±0.71)ν*^(0.11±0.10).使用ITER氘-氚混合运行方案中的等离子体参数预测得到芯部自发扭矩大小为(1.0±6.3)N·m,远小于之前DIII-D预测结果. 展开更多
关键词 托卡马克 动量输运 残余应力 定标律
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