《EAST裝置電子模湍流徑向相關性實驗研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由李亞東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：EAST裝置電子模湍流徑向相關性實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李亞東
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
托卡馬克裝置電漿電子及電子熱輸運反常主要緣於電子模湍流。隨著電漿電子溫度及密度的增加，托卡馬克裝置徑向不同區域電漿參數的梯度變化將有所區別，相應的不同區域的連續多尺度湍流變化也將有所不同，徑向電子的反常輸運特性是否僅僅依賴於徑向不同區域的電子模湍流特性？徑向不同區域的電子模湍流相關性是否影響電子的徑向輸運？這些需要通過實驗來驗證。通過改變二氧化碳雷射相干散射診斷雷射探測束與托卡馬克裝置磁軸的角度，可實現托卡馬克裝置電漿密度漲落的區域性分辨測量。我們將通過EAST裝置徑向相鄰區域電漿密度漲落的同步測量，運用低雜波、離子迴旋波加熱、驅動手段，改變電漿區域的溫度梯度及流的剪下量，研究徑向相鄰區域電漿電子模湍流相關性與電漿徑向電子輸運的聯繫。
結題摘要
電子模湍流是指捕獲電子模和電子溫度梯度模，是導致托卡馬克聚變裝置電子輸運反常的主要因素。由於聚變的產物，α高能粒子主要加熱電子，反常的電子輸運問題必須要解決，這樣聚變裝置才能有效的自持燃燒。在托卡馬克裝置電漿密度漲落測量領域，捕獲電子模湍流和電子溫度梯度模湍流是小尺度的，方向垂直於磁力線，波矢分為極向和徑向。托卡馬克裝置湍流徑向相關性的改變反映了湍流結構的改變，可能導致聚變裝置橫越磁力線反常輸運的變化。本項目在EAST托卡馬克聚變裝置上實驗研究了低約束模到高約束模轉化過程中捕獲電子模湍流和電子溫度梯度模湍流徑向相關性的改變。得出了以下的初步實驗研究結果 （１）在特殊的L－LCO－H模式轉換過程中，對於徑向小尺度湍流k=10cm-1與k＝１８cm-1的互相關度變化如下：在芯部區域的L模和LCO中前階段，芯部湍流始經存在著一個相關結構，集中在10～25kHz這樣一個準相干的頻率帶,這個相干結構在LCO階段頻率逐漸下降，在I-H轉換前幾個毫秒被一個寬頻相關結構代替，這個寬頻相關結構至H後期逐漸展寬，最終穩定在30～300Hz。在外部區域的L模和LCO階段，k=10cm-1與k=18cm-1之間沒有明顯的相關結構；直到I-H轉換前們幾毫秒時,才出現寬頻帶的相關結構，並且其頻寬在隨後的H模中繼續增長，強度增大。 （2）在L-H模式轉換過程中，對於極向小尺度湍流的相鄰區域,相同尺度湍流相關度的變化如下：（i）對k=12cm-1波數湍流，隨著L-H轉換的發生，湍流的寬譜相關結構突然消失，相關係數大幅度降低；（ii）對k=22cm-1波數湍流，隨著低雜波的投入，湍流的寬譜相關結構逐漸變窄、相關度變弱，隨後發生L-H轉換。 (3)在L-H模式轉換過程中，對於極向小尺度湍流相同區域，k=12cm-1與k=22cm-1波數湍流之間的互相關結構變化如下：在芯區，互相關寬頻結構隨著低雜波的投入快速消失，低頻部分未觀察到明顯的變化，在L-H轉換時互相關度沒有顯著的變化；在邊區，互相關寬頻結構隨著低雜波投入逐漸減弱，低頻部分也是逐漸減弱，在L-H轉換時互相關度沒有特殊的變化 。
