EAST裝置二氧化碳激光相干散射診斷是立足于國內科技完全自主研制的電子模小尺度湍流診斷系統。該診斷可以對EAST裝置芯區和邊區的k=12cm^-1、k =22cm^-1波數的電子模湍流進行同步監測，在同類診斷中處于國際領先水平。日前依托該診斷，EAST芯部小尺度湍流研究取得系列新進展。

　　從2012年至今，依托該診斷已發表10多篇期刊論文，取得了一些對聚變研究的發展具有重要影響作用的成果。托卡馬克裝置中燃燒等離子體反應率(nτ_ET_i)的控制問題是聚變研究的前沿課題。在EAST裝置2018年度穩態中性束功率注入實驗中，課題組發現調制的電子回旋加熱脈沖，能改變芯區電子模湍流強度，產生湍流強度調制，導致芯區的等離子體極向旋轉速度的調制，觀察到相應的芯區等離子體密度峰化調制的實驗現象[Li P, Li Y D, Li J G,et al Nuclear Fusion 60 066001(2020)]。通過聚變裝置芯區峰化的等離子體密度的頻率及強度的調制,可控制<nτ_ET_i>的平均值，這是一種可能的直接調節托卡馬克裝置聚變反應率的新思路、新方法。

　　托卡馬克裝置芯部燃燒等離子體的物理特征為低碰撞率，課題組發現了芯區低碰撞率條件下電子模湍流與內扭曲模耦合的實驗現象[Sun P J, Li Y D, Ren Y, et al,.Nuclear Fusion 58 016003 (2018)]。在托卡馬克裝置低碰撞率、高參數等離子體狀態，小尺度湍流可能與低階MHD耦合，產生自由能交換，可能導致低階MHD破裂；由于小尺度湍流導致橫越磁力線的輸運，可使低階MHD 失穩以致產生撕裂模現象。驅動小尺度湍流的最有效驅動源是等離子體密度梯度，在托卡馬克裝置有意義的高參數運行狀態，要考慮q_min<3區域的等離子體密度梯度的因素。

　　此外，課題組在電子模湍流與阿爾芬本征模相互作用、切向湍流和極向湍流對能量約束的影響、電子模湍流在約束模式轉換過程中的非線性演化過程和電子模湍流的特征等多個問題上開展了研究。湍流輸運將主導ITER-like反應堆芯部的等離子體輸運，課題組研究工作及長期積累的實驗經歷有助于對托卡馬克裝置等離子體的電子熱輸運、與電子模湍流相關的多尺度物理等前沿研究課題進行有效的探索。

　　文章鏈接：

　　https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab796c 

　　https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa8a91 

　　圖 1 二氧化碳激光相干散射診斷系統

　　圖 2 芯部密度峰化調制實驗

　　圖 3 內扭曲模與湍流耦合實驗