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Investigation of LHCD at high density in HT-7

Investigation of LHCD at high density in HT-7. 张磊，丁伯江，李妙辉，孔二华，单家方，刘甫坤 2011.04.20. 研究目的. 探索 HT-7 的 LHCD 密度极限及相关原因，通过优化条件改善高密度条件下的电流驱动效率，并为 EAST 及 ITER 上的 LHCD 行为提供相关的数据分析. 实验背景. 根据 Fisch 的电流驱动理论随着 ne 的增加 CD 出现下降，以往的实验表明当密度超过某个值以后电流驱动很快消失，即所谓的密度极限。 ITER 稳态运行时 ne_0.8=0.7-1*e20 。

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Investigation of LHCD at high density in HT-7

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Presentation Transcript

  1. Investigation of LHCD at high density in HT-7 张磊，丁伯江，李妙辉，孔二华，单家方，刘甫坤 2011.04.20

  2. 研究目的 探索HT-7的LHCD密度极限及相关原因，通过优化条件改善高密度条件下的电流驱动效率，并为EAST及ITER上的LHCD行为提供相关的数据分析

  3. 实验背景 • 根据Fisch的电流驱动理论随着ne的增加CD出现下降，以往的实验表明当密度超过某个值以后电流驱动很快消失，即所谓的密度极限。 • ITER稳态运行时ne_0.8=0.7-1*e20。 • 高密度下LHCD行为研究作为ITPA的一个重要课题，2010年在C-Mod，JET,TS,FTU装置上取得重要的成果 ，EAST成功获得H模后希望EAST,HT-7也加入此课题研究。

  4. 1波的可近性条件N//crit N//=N//crit,慢波转化为快波，向边缘传播 2参量衰变不稳定性（PDI） 模式转化，子LH波N//上移，甚至和离子发生damping 3密度涨落引起波散射 密度极限的可能原因

  5. 几个装置极限密度和ITER运行参数的比较

  6. C-Mod上的高密度电流驱动实验 • 只有当 N//crit-N//laun>0.05时，可近性条件才是关键因素。

  7. C-Mod上的高密度电流驱动实验 • 当电子密度大于0.9，驱动效率就会偏离理论预测值1/ne出现急剧下降。 • 与N//没关系，且图中密度最大值，纵场最小值情况也满足N//crit 密度极限不是由于波的可近性条件引起

  8. C-Mod上的高密度电流驱动实验 • C-Mod上PDI发生在 ω/ ωLH<2 • 对固定纵场驱动效率为ω/ ωLH的函数。 • 对不同纵场，驱动效率不符合ω/ ωLH定标。 • 驱动效率为密度的函数 ω/ ωLH不是引起密度极限原因

  9. 当密度大于1.0*10^20，偏滤器探针测得的电流明显上升，且电流信号强度受LH功率的调制当密度大于1.0*10^20，偏滤器探针测得的电流明显上升，且电流信号强度受LH功率的调制 C-Mod上的高密度电流驱动实验 出现密度极限时LH功率主要沉积在SOL层

  10. GENRAY模拟结果 模拟结果 不考虑SOL碰撞吸收 考虑SOL碰撞吸收 高密度下LH功率因碰撞沉积在SOL层

  11. FTU上的高密度电流驱动实验 低的边缘电子温度 高的边缘电子温度 1.6e20 • 在锂化壁条件下获得较高的边缘温度，(Te ≧ 0.2keV at r/a = 0.8) ,在反应堆量级密度下观察到LHCD效果 1.7e20 1.9e20 表明高Te_outer是增强高密度下LHCD效果的关键因素 高的边缘电子温度条件下，两种低杂波功率下LHCD

  12. Greenwald density: nG =Ip/πa2=6.5e19(对 Ip=150kA) 根据Versator上定标结果， 当ω/ ωLH <2出现极限密度，计算结果表明nlim>6.5e19 根据可近性条件，当N//=3.1，nlim=4.5e19(B取1.5T) 计算结果

  13. 实验计划 • Ip=150kA,Bt～2T,PLHW～500Kw，N//=1.9-3.1，Ne=2.0，3.0，4.0 *10^19， 1.固定纵场，增加密度，探索HT-7上LHCD密度极限以及和边界密度涨落之间的关系； 2.改变N//和纵场，研究不同密度下的LHCD，看密度极限是否由可近性条件决定； 3.研究锂化对LHCD的影响。 所需有效炮数：24~30 所需诊断:HXR, ECE，边界探针，及其他常规诊断

  14. 谢谢！

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