局部反磁剪切位形下高能量粒子模的线性不稳定性分析

在HL-2A装置等离子体放电参数下,模拟研究了局部反磁剪切位形时(存在具有同一安全因子值的多个有理面时)高能量粒子(EP)激发的m/n=2/1的高能量粒子模(EPM),并给出了含有EP驱动和环耦合效应的m/n>1模式的本征值方程。通过数值求解本征值方程,计算了径向模结构,并模拟了EPM增长率和模频率对于EP比压(βh)的依赖关系。计算结果表明,局部反磁剪切位形下捕获EP可以驱动全域的EPM不稳定性,其特征类似于m/n=2/1类鱼骨模,这为相关实验提供了理论解释。通过研究EP参数对模式的影响,发现随着粒子径向分布的平化,模式趋于稳定;当束注入能量增加时,强的阿尔芬连续谱阻尼将导致不稳定性增长率的减小。

中国环流器2号A托卡马克弹丸注入放电中空电流与反磁剪切位形

具备弱剪切或负磁剪切和内部输运势垒的托卡马克运行方式被认为是提高聚变性能的最有前途的方法.中空电流密度剖面与反磁剪切位形是改进堆芯约束和形成内部输运垒的关键条件之一.在中国环流器2号A(HL-2A)弹丸注入实验中,成功地实现了维持时间约为100 ms的中空电流放电.伴随着中空电流剖面的形成,同时形成了反磁剪切位形.由于欧姆加热功率不太高,且没有外部辅助加热,只能在稳定的中空电流放电阶段看到内部输运垒形成的趋势.在弹丸注入后,电子热扩散系数显著降低,说明弹丸深度注入改善了能量约束.等离子体性能的增强:一方面是由于弹丸注入造成中心高度峰化的电子密度剖面;另一方面是由于等离子体中心存在负磁剪切.同时,中空电流位形有利于改善高密度等离子体的稳定性.结果还表明,在中空电流放电中,等离子体比压值是低的.为了提高β_(N)极限,可在等离子体边界附近放置导电壁.HL-2A弹丸注入实验的结果,为在限制器托卡马克上获得高参数放电提供了一种可能.

反磁剪切等离子体中的电阻交换模不稳定性

具有内部输运垒（ITB）的反磁剪切（RS）等离子体位形是在托卡马克中获得高参数的最具前景的途径之一。这种位形不仅改善等离子体约束，而且可以改进象气球模和新经典撕裂模等这类宏观模的稳定性。然而，反磁剪切区域的高压强可以驱动电阻交换模不稳定性，从而破坏中心区的等离子体高参数。为了研究电阻交换模不稳定性的性质，并确定其在RS等离子体中发展的区域，我们利用在HL－2A中使用中性束注入建立的RS位形来分析电阻交换模不稳定性。

TFTR反磁剪切等离子体中的反常束离子损失

在利用短的氚束脉冲注入氚束加热的具有反磁剪切（RS）的托卡马克聚变实验堆等离子体（PNBI=15MW)的实验中，观测到反常的束离子损失。实验测得的总的14MeV中子发射、沿8个径向位置的中子通量和垂直的等离子体储能与TRANSP的扩展集编码的模拟结果的比较表明，在比氚束脉冲长度Δt=70ms短得多的时间尺度内、大约40％的束功率损失掉了。对照最近JT－60U上的RS实验结果，我们还不能确认这种反常结果来源于磁场的波纹。

JET优化剪切等离子体中强弱内热垒的杂质输运

介绍了JET优化剪切等离子体中低电荷杂质和高电荷杂质粒种的粒子输运分析的结果，等离子体中心的杂质含量对内输运垒强度是敏感的，在强输运垒等离子体中，中心的扩散系数比弱输运垒等离子体中的扩散系数低一个数量级，在等离子体中心杂质输运接近于新经典输运预言，而在等离子体边缘它比新经典理论值高得多，为了解释这些测量结果，在输运垒附近需要一个对流项，这些数据支持E×B剪切率抑制湍流的理论。

黏滞等离子体中双撕裂模不稳定性的数值模拟研究

本文采用磁流体力学模型,数值研究了平板位形下双撕裂模线性增长率关于等离子体电阻η和黏滞υ的定标关系.结果表明,对于有理面间距较大的情况,线性增长率关于电阻和黏滞的指数定标率随着黏滞的增加逐渐由γ∝η^(3/5)υ~0的定标变化到γ∝η^(5/6)υ^(-1/6)的定标;而对于有理面间距较小的情况,其指数定标率随着黏性的增加从γ∝η^(1/3)υ~0的定标逐渐变化到γ∝η^(2/3)υ^(1/3)的定标.本文还给出了初始阶段对称的双撕裂模的非线性演化,发现在非线性阶段对称的双撕裂模将转化为反对称的双撕裂模,并解释了相应的物理机理.