超声分子束用于聚变等离子体加料

超声分子束注入在中国环流器一号和新一号装置首次采用。与常规送气相比，由于气体 粒子注入深化，形成电子密度的峰化和密度极限的提高，并导致约束的改善。欧姆加热等离子 体的能量约束时间的线性范围增长到 。实验结果表明，超声分子束注入是一种 先进而简单的气体加料方法。

HL-1M弹丸穿透及约束特性分析

在 HL - 1M装置氢弹丸注入实验中 ,利用位于弹丸注入口上面、同一极向截面上的窗口上布置的一个 2 0道 PIN探测器阵列所获得的多道 Hα辐射信号 ,借助于 Abel变换算法反演出 Hα辐射强度径向剖面随时间的演变 ,确定了弹丸在不同时刻在等离子体中所处的位置 ,即穿透深度。分析了穿透深度与等离子体温度和密度之间的定标关系。利用在离弹丸注入口 115o 的水平窗口上布置的 2 2道 PIN探测器获得的信号和多道 HCN等离子体电子密度测量信号估算了弹丸注入后整体粒子约束特性的相对变化。

聚变等离子体加料的新方法: 超声束流注入

脉冲超声分子束注入，是一种新的托卡马克加料方式，其性能介于喷气和弹丸注入之间。氢分子束的速度可超过５００ｍ·ｓ－１，注入深度１０ｃｍ以上。ｄｎｅ／ｄｔ＝２．９×１０２０ｍ－３ｓ－１。最高电子密度达到ｎｅ＝８×１０１９ｍ－３，而杂质浓度相对下降。电子密度峰化因子Ｑｎ上升至１．６５。能量约束可在长时间（ｔ＝３５０－４００ｍｓ）内获得改善，电子温度呈中空分布。与常规喷气加料相比，能量约束时间增加１０％－３０％。

补充加料过程中逃逸电子的雪崩现象

在靶丸注入和超声分子束注入等补充加料期间 ,虽然等离子体密度骤然增加 ,但用五通道碘化汞探测器阵列及碘化钠探测器在此期间均测到很强的X射线辐射 ,且射线峰爆发时间与靶丸注入及超声分子束注入时间对应得相当好。用二次电子发射形成雪崩型逃逸电子理论解释了实验测量结果。

HL-1M托卡马克氦输运和排除

研究了HL 1M托卡马克常规欧姆放电和改善约束状态下的氦输运和排除 ,并与一维蒙特卡罗中性氦输运程序IDHET的计算结果进行了比较。实验结果表明 ,真空泵能有效地抽除辉光放电清洗后在剩余气体中的氦 ,使真空室内的氦趋于一个较低的固有水平。在改善约束实验中 ,发现氦有积累增加的趋势 ,氦谱线发射强度径向分布峰向内移。在对总体约束影响很小的情况下 ,利用低水平的MHD扰动、采取LHCD与ECH辅助加热功率组合等进行了一些选择性排氦实验 ,并对将来堆条件下或HL 2A装置上利用射频场有质动力改善排氦效率的前景进行了讨论。

HL-1M装置脉冲分子束源性能研究

本文简单描述用于脉冲分子束源的电磁阀结构和分子束的形成及其特性。在电磁脉冲作用期间形成的气体脉冲，提供了一个准稳的固定时间长度的气体粒子通量。在不同孔栏半径条件下对空气、氢和氦形成的分子束作了飞行时间的测量。结果表明，在足够低的本底气压下，脉冲自由喷射流（Ｆｒｅｅｊｅｔ）可以形成超声束。

用可见光谱测量HL-1M等离子体的旋转速度

用ＳＫＤ高分辨光谱仪测量系统测量了ＣⅢ、ＣⅡ、ＯⅡ及Ｈα等谱线辐射的多普勒位移，给出了ＨＬ－１Ｍ托卡马克等离子体旋转速度。结果表明：环向旋转速度ｖφ可到２２ｋｍ·ｓ－１；角向旋转速度ｖθ在等离子体内部与电子逆磁漂移方向同向，在ｒ＝２２ｃｍ附近转变为离子逆磁漂移方向，存在极大值９．６ｋｍｓ－１；氢弹丸注入时角向旋转反向；在接近孔栏处又变为电子逆磁漂移方向。激光吹气注入杂质时，ｖθ减小。低杂波注入约束改善时，Ｈα辐射减小，ｖθ增加。

低杂波电流驱动中的雪崩逃逸增强及鱼骨不稳定性

等离子体中存在的一定数量的高能逃逸电子 (E≥ 1MeV)通过大角度库仑散射从等离子体中碰撞出二次电子 ,二次电子被低杂波有效地加速成为逃逸电子 ,这些逃逸电子又被正反馈回等离子体 ,形成雪崩现象。在此过程中 ,一部分获得较大横向动量的二次电子或由低杂波驱动的高能电子可能被香蕉轨道捕获 ,这些被捕获在磁岛中的电子与某种模式的磁场扰动共振时 。

Measurement of the Plasma Rotation Velocity by Using Visible Spectrum on HL-1M Mokamak

The plasma rotation velocity were measured in HL-1M with Doppler shifts of CⅢ、 C Ⅱ、 O Ⅱ and H. line by a SKD high resolution spectrometer. The effects .of density' hydrogen pellet injection and carbon impurities injected by laser-blow-off on toroidal(V) and poloidal (Vθ)rotation velocity have been observed. The Vθ measured from H. line is only half of that from C Ⅱ impurity line.

HL-1M装置超声分子束注入等离子体穿透特性的诊断

在HL 1M装置超声分子束注入实验中 ,利用在分子束注入口同一极向截面的上窗口处布局的一个 2 0道PIN探测器阵列所获得的多道Hα辐射信号 ,并借助于Abel变换算法反演出Hα辐射强度沿大半径方向的分布随时间的演变 ,对超声分子束在等离子体中的穿透特性和注入速度进行了分析和计算 .在气源气压大于 1MPa时 ,观察到超声分子束中性粒子已经进入到等离子体芯部 ,并获得束注入速度大于 1km