大螺旋装置中中性束注入加热的长脉冲放电的等离子体特征

在大螺旋装置（LHD）中已实现了长脉冲中性束注入加热，在长脉冲等离子体的不同平均密度下观察到两种不同的约束状态，在0.6MW的注入功率下准稳态等离子体持续了2ls，其中中心等离子体温度约为1keV，线平均电子密度为0.3×10∧19m∧-3,放电持续时间如此延长， 但仍能维持短脉冲放电的等离子体性能。能量约束时间几乎与短脉冲放电的 能量约束时间相同，它是国际仿星器定标ISS95的1.3倍，在较高密度情况下观察到张弛振荡现象，仿佛等离子体会呼吸似的，此振荡持续20s，其周期为1-2s。这种现象的特征是电子温度的分布扩展和收缩。密度振荡与温度振荡异相，并且与密度钳制现象有关，本文详细说明在呼吸振荡现象下所观察到的等离子体性能。根据最后闭合磁面附近的屏蔽效应以及加热功率和辐射功率之间的功率平衡，也讨论了呼吸振荡的可能机理，长脉冲加热结果表明LHD的独有特征，在LHD上由于无破裂和不需要电流驱动，所以不需要特殊的反馈致稳。

大螺旋形装置上有关NBI和ICRF加热的等离子体的实验研究

大螺旋形装置（LHD）上，自从上次EPS会议以来关键硬件系统的升级导致（1）Te较高<ne>=5.3×10^18m^-3和Pabs=1.8MW时Tc(0)=4.4keV)；（2）约束增强（<ne>)=6.5×10^19m^-3和Pabs=2.0MW时τE=0.3s，Tc(0)=1.1keV)；（3）贮能较高Wp^dia=880kJ；（4）在螺旋装置上β值最大（B=1.3T时为2.4%）。能量约束系统地高于国际仿星器定标95预计的1.6倍。在无明显杂质污染的情况下，高达1.3MW的离子回旋波（ICRF）功率可靠地注入到等离子体中，贮能为200kJ的等离子体仅由ICRF就能维持5s。只用ICRF功率和只用中性束注入（NBI）功率已成功地实现了持续时间长达1min以上的长脉冲放电。2.75T时用0.5MW的NBI加热功率实现了80s的放电。通过控制喷气电子密度维持在约1.6×10^19m^-3。中心电子和离子温度维持在约1.5keV。用0.85MW的ICRF加热功率，实现了持续68s的类似的长脉冲放电。维持的等离子体参数为:Wp≈110kJ,Tc(0)≈Ti(0）=2.0keV和<nc>=1.0×10^19m^-3。在这些放电期间，没有观察到辐射功率上升。

LHD高β等离子体中MHD活性对压力分布的影响

在大螺旋装置(LHD)上研究了NBI等离子体中<β>≤3％范围内MHD活性对压力分布的影响。重点是在芯部区n/m＝1／2模和在周围区ι＝1共振模与<β>的依赖关系。在<βdia>小于2．3％的范围内已观察到n/m＝1／2，且当等离子体到达默西埃稳定区时，n/m＝1／2模消失，压力分布随着<β>的增大变宽，且大压力梯度在周围区形成。在周围区ι＝1共振模的幅度随<β>单调增大。

LHD的NBI等离子体实验

采用两个切向束管道的中性束注入（NBI）加热始于螺旋装置的第二轮实验（1998年9月到12月）。用100keV的氢，约束孔注入高达3．7MW的功率，一般持续1s。能量约束整体比国际仿星器95定标预计的高出1．5倍。观察到的温度平台对能量约束的增强有贡献。我们在LHD上实现了用NBI进行的长脉冲放电。通过注入0．7MW中性束，密度为0．3×10^19m^-3的等离子体维持了22s。在长脉冲放电中观察到长时间尺度的等离子体参数的独特振荡现象。NB放电的课题之一是，只用NB就能启动等离子体。该强度必须与电子回旋共振加热（ECH）所要求的频率一致。