J-TEXT上锯齿振荡行为的实验研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:wcfsoa2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锯齿振荡是托卡马克等离子体最重要的宏观磁流体不稳定性(MHD)之一。一方面,锯齿崩塌会激发新经典撕裂模(NTMs)的种子磁岛,可能引发等离子体大破裂,对装置造成巨大的破坏;另一方面,未来的聚变堆ITER需要锯齿振荡成为等离子体芯部向外排出氦灰的一种手段,因此需要研究锯齿物理以实现锯齿控制。为了研究共振螺旋场(RMPs)对锯齿的影响,改造了J-TEXT上的软X射线诊断系统,开发了J-TEXT上软X射线辐射信号相关的数据处理程序,研究了J-TEXT上欧姆放电中锯齿特性的实验研究,进行了外加共振螺旋场对锯齿作用的实验研究。  本文依托于J-TEXT托卡马克装置建设了五个软X射线阵列,并完成了诊断配套的数据分析程序。1)软X射线诊断包括三个成像阵列和两个局域观测阵列:探测器接收能量为0.5 keV-10 keV的软X射线,其中成像阵列空间分辨率为1.5 cm,覆盖了等离子体中锯齿和m=1模影响的区域r<23cm(等离子体小半径a=25-27 cm),另外两个阵列的径向分辨率为0.5 cm,分别观测r<15 cm和r>10 cm的MHD现象。基于软X射线诊断数据,开发了相关的数据分析算法:使用两点相关分析方法,得到了微弱信号在等离子体剖面上的相位分布,从而获得了微弱信号的模数;利用双谱分析的方法,获得了1/1模和2/1模的模耦合信息;通过反演成像研究了锯齿振荡和1/1模的演化过程,研究锯齿振荡的基本物理特征。  本文研究了 J-TEXT上典型参数下的锯齿崩塌,发现符合“不完全磁重联模型”。J-TEXT上的锯齿周期范围为1?6 ms,锯齿崩塌时间为20-120μs,锯齿前兆的1/1模频率范围为4?10kHz,而后续1/1模频率范围要比前兆模频率要低2kHz,实验中还发现双锯齿现象、m/n=2/2模以及锯齿和撕裂模共存等实验现象。软X射线阵列信号经过反演重建,得到了锯齿振荡过程的剖面演化。演化过程显示在锯齿崩塌过程中,等离子体中心q=1面内存在有圆形的“热芯”和“月牙形”的“冷岛”。另外锯齿崩塌后持续存在1/1模,说明崩塌前后等离子体中心的安全因子 q0<1,因此这种锯齿崩塌符合“不完全磁重联模型”。  本文进行了螺旋场对锯齿振荡影响的探索性实验研究,发现m/n=2/1和2/2螺旋场对锯齿有影响,而1/1螺旋场的作用不明显。(1)2/1螺旋场穿透时,会使锯齿振荡消失并激发1/1模。实验研究发现,这类1/1模的频率为1.3?3.2kHz,模频率与电子密度成正比,它既可以与锁住的2/1撕裂模共存,也可以与转动的2/1模共存并存在耦合现象。(2)开展了m/n=2/2和1/1的螺旋场对锯齿振荡作用的实验研究。发现2/2分量的螺旋场可以抑制m/n=1/1和2/2模,同时使锯齿周期变长,而1/1分量对锯齿周期影响较小,只观察到对1/1模略有抑制的作用。
其他文献
小麦(Triticum aestivum L.)是我国第二大作物,主要种植在干旱半干旱地区。随着我国水资源的日益匮乏,研究小麦抗旱的遗传机制,培育抗旱小麦新品种,对于应对水资源危机和保障粮食
学位
薇甘菊原产中、南美洲,属菊科假泽兰属植物。20世纪80年代末传入我国,生长极其迅速,短期内即能缠绕和覆盖在其他植物上导致植物枯亡,严重危害经济作物和森林植被的生长,是一
奈瑟氏脑膜炎球菌(Neisseria meningitides)是流行性脑脊髓膜炎(epidemic cerebrospinal meningitis)的致病菌,由weichselbaum 1887年第一次从病人的脑脊液中分离出来,并报告。
示波器作为一种通用的测量仪器在很多领域都有着广泛的应用。随着科学技术的发展,不断对示波器提出更高的要求。数字荧光示波器在波形捕获速率、波形显示能力以及观察单次波形
锥形繁殖体是具有吸湿芒和锐利尖端的一种繁殖体类型。芒的吸湿运动促使锥形繁殖体穿透土壤,而存在于繁殖体上的短硬刚毛阻止它在芒再次打开螺旋时从土壤中退出。通过这个过
汾酒是著名的中国白酒之一,是清香型白酒的典型代表,以其酒香馥郁、甜绵爽净、后昧怡畅深受消费者喜爱而驰名中外。汾酒之所以品质优良,根本原因在于以汾酒大曲作为生物作用剂和
随着工业自动化、人工智能化的发展进程,执行机构需要完成的运动已经不仅仅局限在单个的自由度方向,往往要求执行机构能够实现多个自由度方向的运动,因此能够实现多自由度运动的电机成为科研工作者的一个崭新的研究方向。在参阅国内外研究学者设计出的多自由度电机的基础上,针对一种有应用前景的定子双层线圈转子单层永磁体结构的偏转式三自由度电机进行了进一步分析和研究,建立了该电机的有限元模型、分析了永磁转子的静磁场特
随着全球能源的短缺以及传统能源发电带来的环境问题的突出,风力发电受到了越来越多的关注。当前风力发电的研究绝大部分都侧重于并网型风力发电,但在解决电网无法覆盖地区的供电问题上,离网型风力发电更具优势。双馈电机(DFIG)采用转子励磁控制技术,在变速恒频风力发电系统中优势明显。为此本文对离网型双馈风力发电系统控制策略进行了研究。论文首先介绍了离网型风力发电系统结构,并对离网系统的两个主要部分——双馈电
近年来,毒素多肽作为药理学和神经生物学研究的工具试剂和颇具市场前景的药物先导分子倍受人们关注。在本论文中,我们从穴居狼蛛毒素中分离了一个可形成双亲性α-螺旋的24肽(ly
近年来,随着电力电子技术的飞速发展,电力电子变流器的功率等级也相应地得到了很大的提高。变流器功率等级的提高会引起电子元器件结温的升高,直接威胁变流器的可靠性运行,尤其是