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改善 低杂波 耦合和驱动效率的实验研究. 王茂 单家方 丁伯江 LHCD 组. 电子温度 V Te ( KeV ). 0.5. 1. 5. 10. N // ( V P ~3V Te ). 7.54. 5.33. 2.38. 1.68. 实验背景.
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改善低杂波耦合和驱动效率的实验研究 王茂 单家方 丁伯江 LHCD组
电子温度VTe(KeV) 0.5 1 5 10 N//(VP~3VTe) 7.54 5.33 2.38 1.68 实验背景 理论认为在相速度VP~3VTe或更小时,电子Landau阻尼比较强烈,但是通常VP 》3VTe 。这样在低杂波电流驱动中就存在一个谱缺口(spectrum gap)的问题。spectrum gap是由于低杂波(LHW)平行于磁场的相速度远高于电子热速度造成的,这样LHW就不能直接和大部分电子相互作用,从而影响耦合和电流驱动效率。
1、低杂波通过N//的上移(up-shifting)来和电子相互作用1、低杂波通过N//的上移(up-shifting)来和电子相互作用 在CASTOR TOKMAK上,通过射频探针测量到N//拓展到10(它天线的谱范围是(1,5))。由于spectrum gap 的存在,波在进入等离子体后会被动的通过N//的上移(up-shifting)来和电子相互作用。在多个装置上通过高N//的附加波来补偿主波的spectrum gap 。 F. Zacek SPECTRUM BROADENING OF LHW LAUNCHED IN TOKAMAK CASTOR BY MULTIJUNCTION GRILL ANTENNA
2、在TRIAM-1M上通过主波和附加波功率结合实现增强型驱动模式(ECD),较低的附加波功率就使驱动效率大大提升(从0.3~0.4×1019 m-2AW-1提高到0.6~1.0×1019 m-2AW-1);同时通过改变附加功率的波谱,研究了spectrum gap对驱动效率的影响,由于装置参数的差异,他们得出的结论是spectrum gap对TRIAM-1M的ECD模式影响很小。 The typical waveforms of plasma current ion temperature, and electron density.The solid and the dashed lines shows the waveforms of PLH =170 kW, Δø = 90o (the additional power: 90 kW, Δø = 90o ), and PLH = 80 kW, Δø = 90o (the additional power: O kW),respectively. The additional power is injected from 2 sec to 4 sec. In the case of PLH =170 kW, ECD occurs at 2.5 sec.
3、在JT-60U上也进行了spectrum gap的研究。通过主波(N//=1.35,f=2.23GHz)、附加波( N//=3.2,f=2.0GHz )的混合实验,发现附加波增强了主波与电子的耦合 。
实验目的 1、通过附加波功率验证ECD模式;研究波功率模式对提高电流驱动效率的影响。 2 、通过主波谱和附加波谱的调节研究主动补偿spectrum gap对耦合的影响。 希望为EAST多频率的低杂波耦合和电流驱动积累经验。
实验方法 • 采取天线波导功率分布如右图所示; Main wave:100KW~200KW Additional wave:50~100KW 通过对主波和附加波的功率谱控制,研究不同模式下波的耦合和驱动效率情况。
实验条件 Bt:~2.0(T) Ip:~120kA Ne:0.5~2.0 LHW功率:Main wave:100KW~200KW( N//:1.6~2.0) Additional wave:50~100KW( N//:2.5~3.5) 需要配合的诊断: 电磁测量,密度,电子温度,离子温度,硬x射线,内感,内能等。 预期结果:1、通过附加波实现ECD驱动模式; 2、通过附加波波谱补偿主波的spectrum gap ,增强主波的耦合。