DⅢ-D环形线圈的电磁分析

针对DⅢ-D改进环流线圈实际问题,根据电磁场分析理论基本原理,有效解决了材料模型、边界条件以及磁耦合分析等问题,建立了环流线圈有限元模型。基于ANSYS实现了电磁场仿真,分析了波纹度,并对比了相关参数。对于环流线圈的设计校核、保证结构安全具有重要的意义。

DⅢ—D中H模式研究的综述

ＤⅢ－Ｄ规划的主要部分包括Ｌ－Ｈ转变、ＶＨ模式、粒输运和控制以及偏滤器功率处理能力的研究，在所有这些方面已取得重大进展。而本文的目的是总结最近两年以来所获得的主要结果。

DⅢ—D托卡马克上观察到的湍流带状流的特征

在DⅢ-D托卡马克边缘等离子体中，在非零径向波数时，长极向波工的湍流密度起伏谱峰化。相关的电势起伏在极向方向主要产竹剪切E^-×B流。这些带状流已经被理论所预言，相信它们可以调节所有水平的湍流和反常输运。这项研究提供了首次间接实验确认的带状流。

DⅢ—D托卡马克上杂质弹丸注入期间的快速向内杂质输运

为了辐射熄灭等离子休事的储能和缓和破裂效应，将熄灭剂氖弹丸注入ＤⅢ－Ｄ托卡马克等离子体中。在弹丸消融的时间范围内向径向输运导致氛在弹丸消融穿透半径内中心沉积，从而引起有效的射能量损耗。这个结果与所测量的加料弹丸的向外径向沉积相反。

DⅢ—D托卡马克的长脉冲高性能放电

在DⅢ－D托卡马克按期几轮实验中在获得了持续相当长能量的约束时间的高性能放电方面取得了重大的进展，在qmin≥1.5下，归一化性能－10已维持了τE 以上。（归一化性能是通过βNH89乘积测量的，这表明它分别接近常规的β极限和能量约束性能。）这些H模放电有ELMing边以及β＜5％，如以往所观察的那样，限制β增大的模是电阻壁模，而不是撕裂模，尽管qmin>1，但是约束一直保持良好，为使在高性能下维持全非感应电流的潜力达到最佳化选择了全球参数，这是DⅢ－D装置规划的一个主要目标，电流密度和环电压分布的测量表明，在目前的放电中约＝75％的电流是非感应的，剩下的欧姆电流定域在半径的一半附近，电子回旋加热系统正在升级以替换这种余留下来的ECCD电流，因为密度的β控制对运行先进的托卡马克放电是必需的，所以在βNH89≈7的ELMingH模放电中演证了密度和β控制，控制时间长达6．3sak ≈34τE.在qmin≈1.05下，这些放电似乎有稳态的电流分布，这与电流分布弛豫时间≈1．8s相吻合。

DⅢ—D托卡马克上的静双位垒态

在DⅢ-D托卡马克上已发现了一种将不连续边缘和芯部输运位垒结合起来的新的持续的高性能态。边缘定域模（ELM）由增加边缘粒子输运的稳态振荡所代替，因此允许用无ELM诱发的脉冲偏滤器热负载控制粒子。芯部位垒类似于低（L）模边缘下经常看到的那些芯部位垒。L模边缘通常与ELM相关但没有变差。位垒被与E×B剪切率为零的高输运窄区域所分离。

对JT—60U和DⅢ—D偏滤器的不同抽运几何位形下的粒子抽运特性的研究

比较了JT－60U W形偏滤器内侧专用通量区域的抽运（HPP）和专用通量区两侧的抽运（BPP）之间以及JT－60U IPP和DⅢ－D下挡板偏滤器的抽运之间的粒子抽运特性。BPP的抽运能量在再循环中性粒子通量弱内外不对称的情况下比IPP的小约1／2，在强内外不对称的情况下小5／7－11／13。BPP抽运通量的下降是与蒙特卡罗模拟一致的，在该模拟中已观察到由于内外再循环的不对称而引起的发生在外抽运缝处的返流。在Ip＝0.8MA,BT=1.6T时DⅢ－D上的抽运通量与相同密度工况下Ip－＝1.0MA,BT=3.8T和Ip＝1.5MA,BT=3.5T时的JT－60U IPP的抽运通量相当，或者小于它。在带有专用通量区抽运的DⅢ-D偏滤器上，抽运通量随着内外不对称的增大而下降。用在整个等离子体上积分的Dα发射归一化的抽运通量在JT－60U IPP和通过外偏滤器等离子体区域抽运的DⅢ－D下偏滤器中表现出了对抽运缝和撞击点之间距离的一个类似的依赖关系。

DⅢ—D托卡马克上弹丸注入直接触发的H模等离子体的研究

DⅢ-D托卡马克上通过注入冰冻氚弹丸直接产生了从低约束（L模）出子体到高约束（H模）等离子体的转变。H模的转变发生在边缘电子和离子温度低于L模值时。这就意味着临界边缘温度不是H模转变必需的。实验上确定的边缘等离子参数远低于几个触发H模的H模转变理论所预计的参数，从而表明需要修正这些理论。

在JT—60U和DⅢ—D负中心剪切放电中内部输运垒的比较

在ＪＴ－６０Ｕ中负中心剪切放电揭示出有内部输运垒（ＩＴＢ），与其它装置中的相比，它位于更大的小半径处，并伴随着ＸＣ的明显减小，为了研究这个对未来聚变堆有利特性的起源把这些放电参数与ＤⅢ－Ｄ中的放电参数作了比较，在ＤⅢ－Ｄ中ＩＴＢ处于较小的小半径处，并观测到ＸＣ减小不大，发现强的负磁剪切与ＸＣ减小有关，在ＪＴ－６０Ｕ中。

DⅢ—D上H模状态下的量化边缘物理学进展

定量化DⅢ－D的边缘条件以便提供对H模状态的物理学的了解，若干研究表明电子温度不是控制L－H转变的关键参数，边缘温度梯度和压力梯度是这类参数中更有希望的候选者，在转变到H模的放电的L模阶段中，边缘温度梯度和压力梯度系统地增大，它们的增大一般大于基本量的增大，H模约束质量明显与H模的压力坪顶高度相关，压力梯度受到MHD模的限制，尤其受到有限模数n的理想扭曲气球模的限制，对于各种放电，正比于（βp^ped)^1/2的关系很好地描述了电子压力的位垒宽度，已发现了一种称为静态H模的新约束状态，该状态提供无ELM的稳态运行，低辐射功率和正常的H模约束，相干边缘MHD模提供足够的粒子输运以控制等离子体密度，同时允许压力坪顶几乎维持与ELMing放电中观察到的一致。

在DⅢ—D上利用离轴电子回旋电流驱动改善电流分布

在DⅢ-D托卡马克上已测得因电子回旋波吸收而产生的局域非感应电流。从利用动态斯塔克效应光谱学测得的内磁场可看到非感应电流的清晰迹象。通过比较有和没有电子回旋波功率的情况下的总放电电流分布与欧姆放电电流分布，估算了非感应电流的大小和位置，在磁轴附近测得的电流与福克-普朗克计算是一致的，但是当电流驱动的位置移到1/2半径处时电流则超过了预计的值。

DⅢ—D托卡马克H模式等离子体中的快波电流驱动

在DⅢ-D托卡马克的H模式和VH模式等离子体中首次测量了由快阿尔芬波驱动的电流。对极向通量演变的分析表明，快波电流驱动分布是中心峰化的，但有时比理论预计的宽。尽管对于很少发生ELMs的等离子体，测得的电流驱动效率与理论一致，但是对于有快ELMs的等离子体，电流驱动效率为一个数量级，则太低了。功率调制实验表明，电流驱动随ELM频率的增大而降低是由于中心吸收的快速功率的份额降低引起的。当等离子体分界面外侧的电子密度上升到大于ELMs引起的快波截止密度时，吸收和电流驱动是最弱的，从而可能允许边缘损失机制耗散快波功率，因为对于脱离等离子体的快波，截止密度是一个障碍。