近日,等離子體所高翔研究員團隊在混雜運行模式研究中取得新進展,研究結果以“Experimental progress of hybrid operational scenario on EAST tokamak”為題發表在核聚變領域權威期刊Nuclear Fusion (Gao et al 2020 Nucl. Fusion https://doi.org/10.1088/1741-4326/abaa91) 上。
混雜運行模式作為ITER、CFETR等未來聚變裝置的先進運行模式之一,在現有裝置上開展相關的實驗研究是非常重要的工作。在EAST上利用中性束與低雜波組合加熱的方式實現的混雜放電,具有芯部平坦的電流密度分布,與ITER計劃實施的混雜運行模式在很多方面有類似特征。這種運行模式通常伴隨著內部輸運壘(電子溫度、離子溫度、電子密度)的形成,進一步研究發現,ITB的形成與芯部的魚骨模行為相關,且主要影響電子溫度、電子密度的內部輸運壘形成。在對ITB的閾值功率研究中發現,EAST上實現的混雜運行模式中,ITB的閾值功率為≥3.5MW,并且符合ITB的國際定標率。
聚變增益直接與無量綱參數G(=βNH89/q952)成正比,因而如何獲得高βN和高約束等離子體是提高聚變增益的關鍵,同時研究如何維持這樣高性能等離子體對于長脈沖穩態運行具有重要意義。通過對前期EAST混雜(高βN)實驗的總結探索,目前G因子已經達到0.3,接近ITER混雜運行模式的設計值(≥0.4),對于進一步研究在EAST上獲得更高的歸一化聚變增益具有重要意義。
以上研究成果得益于等離子體所相關科研人員的通力合作, 相關研究受到國家自然科學基金、國家重點研發專項等項目的資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1088/1741-4326/abaa91

EAST托卡馬克運行模式G因子比較

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