HL-1M托卡马克电子回旋加热等离子体的电子热输运研究

本文简单回顾了托卡马克装置电子热输运研究的一些重要结果。介绍了输运研究的基本概念，包括经典输运、新经典输运和反常输运，利用热脉冲扰动研究等离子体输运的方法以及在平衡态和扰动态研究等离子体输运的特点，在HL-IM托卡马克上的电子回旋加热条件下，分别用电子回旋辐射和软X射线诊断系统测量电子温度分布以及电子热扩散系数。给出了用内破裂引起的电子温度扰动来计算等离子体电子热输运系数的方法。最后，研究了在HL-IM托卡马克电子回旋加热过程中，电子温度剖面、归一化的电子温度梯度特征长度及在等离子体约束区电子热输运特性。

HL-1M托卡马克中的中子通量和辐射剂量当量测量

用 5台带有慢化剂 (聚乙烯 )的BF3正比计数管中子探测器测量中子通量和剂量当量 .4台置于HL_1M装置的四周 ,分别测量了在氘等离子体条件下 ,因欧姆加热和波加热产生的热核聚变中子产额、中子通量和剂量 ,以及氢等离子体条件下因高能x射线引起的光致核反应而产生的光致中子 .另一台流动于其他 6个观察点 ,主要监测中子剂量当量 .在D_D聚变条件下 ,实测中子产额与计算值作比较 ,两者在数量级上大体一致 .中子辐射剂量当量远低于国家和部颁标准 ,更低于国际防护委员会推荐的中子辐射允许剂量当量最大值 .

用激光吹气注入高Z杂质使HL-1M托卡马克放电安全终止的研究

采用高Z杂质注入HL1M等离子体中,触发等离子体电流衰竭的实验已经施行.用激光吹气注入高Z杂质能够增加辐射冷却,等离子体在-3ms时间内迅速冷却而且在电流终止之前电子温度损失约80%.实验证明它是一种使得大型聚变实验装置上在放电破裂之前显著减少等离子体中热能而且安全终止放电的简单、快速和有效的途径.

Excel在HL—1M托卡马克中的数据后处理开发和应用

Excel作为一种数据后处理工具，具有操作简单方便、界面友好的特点；另外Excel本身提供了许多有用的分析工具库（如相关分析、数据拟合、回归分析等）、各种数学函数（包括自定义函数）以及强大的图表对象。图表可以通过剪贴板或对象链接插入（OLE）任意复制和移值，这样可以容易地将图表用于文章编辑。

Scaling Law of Runaway Electrons in HL-1M Tokamak

Runaway electrons in tokamaks have been widely studied theoretically and experimentally. The runaway confinement time τr in ohmic and additionally heated tokamak plasmas presents an anomalous behavior compared with theoretical predictions based on neoclassical models. A one-dimensional numerical model including generation, acceleration and loss effect of runaway electrons is used to deduce the runaway energy εr dependence on the runaway confinement time.

HL—1M装置波加热和加料等离子体的辐射损失特性

等离子体的杂质将对等离子体的能量平衡产生很大的影响，杂质的增多将增加辐射损失功率，降低等离子体温度，使得等离子体约束性能变差。由于等离子体辐损失功率与等离子体中的杂质密度有一定的关系，我们测量到等离子体辐射损失功率和辐射功率密度分布就可以得到离子体中有关杂质的信息。

高性能碳材料在HL—1M边缘等离子体中的辐照实验

碳材料尤其是掺杂改性的石墨和C／C复合材料仍是面对等离子体壁材料（PFM）的首选之一。近年来，我们用热压方法研制了一系列的硼（B）、钛（Ti)、硅（Si)掺杂石墨和B4C掺杂C／C复合材料。化学溅射和氢滞留与解吸实验研究表明，一定量的B杂质能够有效地减少化学溅射产额，降低氢和甲烷的解吸温度和减少甲烷的解吸产额。然而单项的模拟实验对于检验材料的综合性能是不够的，为此，有必要将材料引入Tokamak进行材料的边缘等离子体辐照实验，以研究材料的综合性能和协同效应机制，从而为材料的研制提供第一手的数据。

HL—1M NBI束分布测量的改进

受控聚变研究领域取得的重要进展是与中性束技术的发和大功率快粒子中性束注入密切相关的。中性束注入是等离子体辅助加热、非感应电流驱动、加料和控制等离子体电流分布的主要技术手段。

高速弹丸测速仪的研制

在等离子体物理实验中，注入弹丸的大小和速度对等离子体电子温度、密度扰动等均有影响，测量弹丸的速度有助于研究弹丸注入等离子体的深度、弹丸的消融及其对等离子体的作用。8发弹丸系统原有的测速仪是从俄罗斯引进的，其灵敏度、抗干扰能力都较差，加料实验时该测速系统根本无法正常工作。为此，必须研制一套精度高、抗干扰强、速度测量范围广（几m·s^-1-3000m·s^-1)的测速系统以满足实验的需要。

氦、氢直流辉光清洗对杂质的清除实验

直流辉光放电清洗在现代聚变装置上应用非常广泛，如JT－60U，JET，TFTR等。HL－1M装置是单层真空室结构，其材料为00Cr18Ni10Ti不锈钢和石墨孔栏，石墨覆盖整个真空室内壁表面的6％,使用2套超高真空机组抽气。因此真空室内可能有金属杂质Cr,Ni等，主要来源于器壁；还含有杂质Si，B等，主要来源于器壁的原位沉积处理，如硅化[直流辉光放电清洗（GDC）（SiH4+He)]，硼化[GDC(C2B10H12+He)]等。而目前运行的聚变装置中主要是来源于石墨的低Z杂质（C和O等），对第一壁进行He、H2、H2O等。由此可知，真空室器壁内表层的吸附物大致为金属氧化物、非金属氧化物、碳氢化合物、氢氧化合物等，为了更好地控制密度和真空壁条件达到清除其杂质的目的，我们分别用He,H2对真空室器壁进行直流辉光放电清洗。

二维辐射场的像素层析重构技术及等离子体不稳定性实验研究

本论文先后在HL-1M托卡马克和日本LHD螺旋器两个装置上，对（1）HL-1M软X辐射强度分布和扰动特征及在各种辅助加热、加料条件下的等离子体芯部不稳定性；（2）LHD热辐射功率时空分布及边缘辐射功率的极向不对称性两个方面进行了实验研究。所采用的诊断技术主要包括软X射线起伏测量、辐射热测量等多种手段。这些诊断技术不仅具有较高的时间空间分辨率。而且应用我们开发的可重建等离子体细微结构的新的基于磁面的重构方法，使我们不但可以得到等离子体辐射分布的演化图像。还可以分析等离子体从芯部到边缘的不稳定性现象和高约束模式的内部结构。由此我们可以得到有关物理量的时序关系和空间分布特征，从而取得了一些新的实验结果。