【摘 要】
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能量约束时间以及约束改善因子（H因子）是评估等离子体约束性能的重要参数,可以作为高约束等离子体放电的重要参考依据。本文依托EAST装置,通过对能量约束时间以及H因子计算精度的提高,继而成功分析EAST装置典型的放电模式及其约束性能,在此基础之上获得了以射频波加热为主导H模能量约束时间定标率,对未来CFETR具有重要意义。文章首先系统性的研究了低杂波吸收系数,研究结果表明:低杂波的吸收系数随着等离子
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能量约束时间以及约束改善因子（H因子）是评估等离子体约束性能的重要参数,可以作为高约束等离子体放电的重要参考依据。本文依托EAST装置,通过对能量约束时间以及H因子计算精度的提高,继而成功分析EAST装置典型的放电模式及其约束性能,在此基础之上获得了以射频波加热为主导H模能量约束时间定标率,对未来CFETR具有重要意义。文章首先系统性的研究了低杂波吸收系数,研究结果表明:低杂波的吸收系数随着等离子体密度的提高而降低;在纵场较高的情况下,低杂波吸收系数较高;低杂波频率越高吸收较好。该实验结果最终和数值模拟结论一致。对中性束而言,利用TRANSP程序模拟研究EAST实验条件,即不同束源、电流、密度及不同束能量,回归分析获得中性束吸收系数的估算公式,通过探索中性束注入下的快离子储能,最终给出了 EAST快离子储能的估算公式。基于吸收系数以及快离子储能研究结果,进一步提高了能量约束时间以及H因子结果的精度。通过广泛的数据分析,首次建立了 EAST装置的欧姆模数据库、L模数据库以及H模数据库。EAST实验定标结果显示拉长比的系数为-2.3,与IPB98（y,2）定标中的系数洽洽相反,但与KSTAR的定标相同。损失功率的系数为-0.59,与IPB98（y,2）定标中的-0.69相差不大。在此基础之上,通过研究EAST典型放电条件的约束性能发现,低杂波和电子回旋之间有较强的协同效应,电子回旋波的投入可以提高约束性能约20%,从而有效提高等离子体的磁比压。研究结果同时表明,He等离子体放电的能量约束时间比同等D等离子体放电下能量约束时间小30%左右。通过EAST典型的高参数放电以及高比压放电的研究,发现目前的能量约束时间和H约束因子能更好的表征等离子体约束性能。
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