密度调制测量方法测H托卡马克交流放电粒子输运系数.ppt

* 密度调制方法测量HT-7托卡马克 不同电流与纵场方向下的粒子输运系数 ASIPP 揭银先 韩效锋 杨曜 刘海庆 高翔 2007年9月21日 HT-7 Outline 1.背景和动机 2.测量原理 3.实验结果 4.总结 HT-7 （1）对于磁约束等离子体，粒子输运研究是一个非常重要的课题。然而，相比于能量输运研究此方面的研究只有少量被报道 ，这是因为判断粒子源和对流项存在与否的困难依然存在，然而密度调制是研究避开了这个实验难题。 （2）周期性的气体注入即可实现周期性的密度调制，周期性的密度调制即由边缘传向中心区域。对传播过程进行分析即可得到粒子的一些特征属性，估计出粒子扩散系数D和速度V 的数值。 （3）需要强调的是，这种方法并不需要知道离子源项 S的确切数值大小，只需知道其外形分布即可。 HT-7 背景和动机 HT-7 研究目标 （1）在2004年秋季HT-7实验中，我们成功地实现了欧姆放电下用密度调制方法测量粒子输运系数。 （2）新经典粒子箍缩理论(Vneo) 主要由纵向电场 (E)驱动, 被称为Ware pinch。电场方向与纵场方向的不同组合在测量粒子输运系数放电时，应该得到相同的输运系数。 （3）我们希望通过2007年春季实验对“对流速度”、“扩散系数”和不同电流与纵场方向之间的关系理论进行验证。 HT-7 研究方案 （1）在平均密度1.0x1019m-3 和2.0x1019m-3 两个平台下做密度调制实验，等离子体电流为120KA，纵场3900A。 （2）每次保证能产生5—6个密度调制周期。通过不同纵场方向、不同等离子体电流方向的组合，开展实验。 （3）分别计算粒子输运系数（D，V），观察它们与纵场方向、电流方向的关系。对理论进行验证。 ? 第一种情况 第二种情况 第三种情况 Bt Bt Bt Ip Ip Ip Outline 1.背景和动机 2.测量原理 3.实验结果 4.总结 HT-7 粒子平衡方程 : 其中 n、 ?、 S、 D 和V分别为电子密度，电子粒子通量 ，离子源密度，粒子扩系数和对流速率。 测量原理 HT-7 ASIPP 我们假定平衡参数和调制互不影响，可表示为, 联立（1）（2）， HT-7 ASIPP 假定扩散系数D是空间常量 ,对流速度V 由芯部到小半径线形增加 ，即： V(r) = (r/a)V0 由干涉仪测得的密度路径积分和方程5在不同D,V下的 结果相对比 ，取使下式最小值的那一组D,V。 参考资料： [1] K.Tanaka et al., Chin Phys Lett 21 (2004) 2458 [2] Y.X.Jie et al., Plasma Sci Tech 8 (2006) 129 HT-7 Outline 1.背景和动机 2.测量原理 3.实验结果 4.总结 HT-7 HT-7 Dfit , du_err, dl_err 0.30 0.14 0.10 Vfit , vu_err, vl_err -0.95 2.41 2.28 91022炮 等高线分布轮廓图（红十字为最小值点） 91022炮 低密度调制状况ne=1.0*1019m-3 （Vp=1.45v ,Ip=115A ） 第一种情况：Bt为顺时针方向,Ip为逆时针方向（俯视） ne=1E19 m-3密度下的调制状况和输运系数 HT-7 91025炮 高密度调制状况ne=2.0*1019m-3 （Vp=1.60v ,Ip=114A ） Dfit , du_err, dl_err 0.17 0.07 0.02 Vfit , vu_err, vl_err -3.74 0.99 1.27 91025炮 等高线分布轮廓图（红十字为最小值点） 第一种情况高密度下ne=2E19 m-3的 调制实验和输运系数 HT-7 第二种情况：Bt为逆时针方向,Ip为逆时针方向（俯视） 低密度下ne=1E19 m-3的调制状况和输运系数 92953炮 低密度调制状况ne=1.0*1019m-3 （Vp=1.14v ,Ip=118A ） Dfit , du_err, dl_err 0.34 0.31 0.10 Vfit , vu_err, vl_err -0.69 2.67 2.65 92953炮 等高线分布轮廓图（红十字为最小值点） HT-7 9