磁约束聚变高品质等离子体牢固性调整研究获进展

近日,等离子体所EAST团队孙有文研究员等人对在EAST托卡马克上利用外加共振磁扰动抑制边界局域模的物理过程进行了深入研究,并取得了突破性进展,相关研究成果发表在世界顶级物理期刊《Physical
Review Letters》上[Sun Y., Liang Y., Liu Y. Q., et al, ‘Nonlinear
Transition from Mitigation to Suppression of the Edge Localized Mode
with Resonant Magnetic Perturbations in the EAST Tokamak’, Phys. Rev.
Lett. 117
, 115001 ]新京葡娱乐场388官网,。

近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所先进实验超导托卡马克团队研究员孙有文等人对在EAST托卡马克上利用外加共振磁扰动抑制边界局域模的物理过程进行了深入研究,并取得了新进展,相关研究成果发表在国际期刊《物理评论快报》(Physical
Review Letters
)上。

边界局域模是托卡马克高约束模式运行中常见的一种边界磁流体不稳定性,会给偏滤器等第一壁部件带来周期性瞬态的强烈热流冲击,是ITER及未来聚变堆面临的最大挑战之一。近十年来,共振磁扰动虽然在世界多个磁约束聚变装置上被发现可以用于缓解或抑制边界局域模,但是其物理机制尚不十分清楚。孙有文研究员带领的研究团队利用EAST上最新安装的共振磁扰动线圈,不仅在国际上首次实现了类ITER射频波主导加热、低动量注入条件下的共振磁扰动对边界局域模的完全抑制,同时在实验上观察到了共振磁扰动对边界局域模从缓解到抑制的非线性转化过程,揭示了等离子体对外加磁扰动的非线性响应,以及边界磁场拓扑结构的改变对于实现抑制边界局域模起到了关键的作用。该项研究将有助于推动该控制手段的物理机理的研究,同时也极大增强将这一控制手段推广到未来聚变堆应用上的信心。

边界局域模是托卡马克高约束模式运行中常见的一种边界磁流体不稳定性,会给偏滤器等第一壁部件带来周期性瞬态的强烈热流冲击,是ITER及未来聚变堆面临的最大挑战之一。近十年来,共振磁扰动虽然在世界多个磁约束聚变装置上被发现可以用于缓解或抑制边界局域模,但是其物理机制尚不十分清楚。孙有文团队利用EAST上最新安装的共振磁扰动线圈,不仅在国际上首次实现了类ITER射频波主导加热、低动量注入条件下的共振磁扰动对边界局域模的完全抑制,同时在实验上观察到了共振磁扰动对边界局域模从缓解到抑制的非线性转化过程,揭示了等离子体对外加磁扰动的非线性响应,以及边界磁场拓扑结构的改变对于实现抑制边界局域模起到了关键的作用。该项研究将有助于推动该控制手段的物理机理的研究,同时也极大增强了将这一控制手段推广到未来聚变堆应用上的信心。

这项研究成果是等离子体所长期重视开展国际、国内合作的结晶,得到了德国FZJ、英国CCFE、大连理工大学、中国科学技术大学等国内外合作者的共同参与和大力支持,同时也是EAST大科学工程团队团结协作的重要成果。这一研究得到了科技部磁约束聚变能专项和国家自然科学基金项目的经费支持。

这项研究成果是等离子体所长期重视开展国际、国内合作的结晶,得到了德国FZJ、英国CCFE、大连理工大学、中国科学技术大学等国内外合作者的共同参与和大力支持,同时也是EAST大科学工程团队团结协作的重要成果。这一研究得到了科技部磁约束聚变能专项和国家自然科学基金项目的经费支持。

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