共振磁扰动对等离子体径向电场和台基湍流的影响

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dx3386136
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在TEXTOR托卡马克上研究了环向模数(n)为1,旋转频率为+5 kHz和-5 kHz的共振磁扰动场(’+’/’-’代表扰动场在电子/离子逆磁漂移方向旋转)对等离子体径向电场的影响。在欧姆等离子中,反射计的测量表明径向电场是负的。当加上-5kHz的扰动场后,这个负的径向电场没有发生明显变化。这可能是由于场的旋转频率和等离子体的旋转频率(~+4 kHz)相差较大,共振相互作用较弱。当施加+5kHz的扰动场后,径向电场变得更负。实验中电场径向分布的演化存在着两个明显不同的阶段。在第一个阶段,从q=2到q=3面所有测量位置的径向电场具有相似的变化。在第二个阶段,越靠近q=2面位置的径向电场具有越快的变化速率。结果,q=2面上的径向电场发生了很大的变化而q=3面附近的径向电场在这第二个阶段几乎没有变化。使用简化的磁流体模型4FC对实验进行了两个模拟。第一个模拟是施加一个单一的2/1磁扰动而第二个模拟是施加2/1和3/1两个磁扰动。第二个模拟的结果定性地和实验观察一致,而第一个模拟不能解释实验中径向电场在第二个阶段的演化。   在JET托卡马克伴随着第一类边界局域模的高约束模等离子体中,使用相关反射计研究了n=2共振磁扰动场对边界台基密度涨落的影响。在无此扰动场时,密度涨落的频谱存在两个宽谱涨落分量:一个是小于200 kHz的低频涨落,另外一个是从200 kHz到400 kHz的高频涨落。观察到了密度涨落和磁涨落的相关性。当加上这个n=2的扰动场后,边界局域模的频率上升,平均电子密度下降(即所谓的密度pump-out)。边界台基的密度(梯度)和压强(梯度)下降而电子温度的分布并没有变化。同时,低频涨落的峰值频率下降而高频涨落的峰值上升,这意味着这两个宽谱涨落在等离子体参照系下的旋转方向相反。实验观察表明边界台基密度涨落和磁涨落的幅度在加上这个扰动场后都下降。这个结果暗示着边界台基内离子尺度的湍流并不是密度pump-out的物理机制。
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