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Bootstrap Current in Spherical Tokamaks 被引量:2
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作者 王中天 王龙 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2003年第3期1767-1772,共6页
Variational principle for the neoclassical theory has been developed by including a momentum restoring term in the electron-electron collisional operator, which gives an additional free parameter maximizing the heat p... Variational principle for the neoclassical theory has been developed by including a momentum restoring term in the electron-electron collisional operator, which gives an additional free parameter maximizing the heat production rate. All transport coefficients are obtained including the bootstrap current. The essential feature of the study is that the aspect ratio affects the function of the electron-electron collision operator through a geometrical factor. When the aspect ratio approaches to unity, the fraction of circulating particles goes to zero and the contribution to particle flux from the electron-electron collision vanishes. The resulting diffusion coefficient is in rough agreement with Hazeltine. When the aspect ratio approaches to infinity, the results are in agreement with Rosenbluth. The formalism gives the two extreme cases a connection. The theory is particularly important for the calculation of bootstrap current in spherical tokamaks and the present tokamaks, in which the square root of the inverse aspect ratio, in general, is not small. 展开更多
关键词 spherical tokamaks bootstrap current
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Microwave preionization and electron cyclotron resonance plasma current startup in the EXL-50 spherical tokamak 被引量:2
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作者 Bin CHEN Yubao ZHU +8 位作者 Qing ZHOU Jiangbo DING Xianming SONG Shaodong SONG Yuanming YANG Xin ZHAO Enwu YANG Minsheng LIU the EXL-50Team 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第1期30-35,共6页
Preionization has been widely employed to create initial plasma and help the toroidal plasma current formation.This research focuses on implementing a simple,economical and practical electron cyclotron resonance(ECR)p... Preionization has been widely employed to create initial plasma and help the toroidal plasma current formation.This research focuses on implementing a simple,economical and practical electron cyclotron resonance(ECR)preionization technique on the newly constructed EXL-50 spherical tokamak,and evaluating the effectiveness on improving the plasma current startup.Two types ECR microwave preionization experiments for the plasma initialization without the central solenoid are reported:(1)2.45 GHz microwave preionization and current startup with2.45 GHz ECR source;(2)2.45 GHz microwave preionization and current startup with 28 GHz ECR source.Application of the 2.45 GHz ECR microwave preionization to the experiments has contributed to(1)getting rid of the plasma breakdown delay;(2)the significant improvement of the discharge quality:the discharge is much longer and more stable while the driven plasma current is larger,compared to the discharge without preionization. 展开更多
关键词 PREIONIZATION MICROWAVE ECR spherical tokamak plasma current startup
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The Effect of Equilibrium Current Profiles on MHD Instabilities in Tokamaks
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作者 LI Li LIU Yue +1 位作者 XU Xinyang XIA Xinnian 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第1期14-19,共6页
A cylindrical model of linear MHD instabilities in tokamaks is presented. In the model, the cylindrical plasma is surrounded by a vacuum which is divided into inner and outer vacuum areas by a conducting wall. Lineari... A cylindrical model of linear MHD instabilities in tokamaks is presented. In the model, the cylindrical plasma is surrounded by a vacuum which is divided into inner and outer vacuum areas by a conducting wall. Linearized resistivity MHD equations with plasma viscosity are adopted to describe our model, and the equations are solved numerically as an initial value problem. Some of the results are used as benchmark tests for the code, and then a series of equilibrium current profiles are used to simulate the bootstrap current profiles in actual experiments with a bump on tail. Thus the effects of these kinds of profiles on MHD instabilities in tokamaks are revealed. From the analysis of the numerical results, it is found that more plasma can be confined when the center of the current bump is closer to the plasma surface, and a higher and narrower current bump has a better stabilizing effect on the MHD instabilities. 展开更多
关键词 equilibrium current profile MHD instability bootstrap current TOKAMAK
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kA级双阶梯脉冲电源方案设计与分析
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作者 陈俊宏 肖东华 +4 位作者 熊玉珍 王英翘 陈小昌 宣伟民 戢洋 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期86-92,共7页
托卡马克装置预电离过程中,环向磁场应与电子回旋波频率相匹配,NCST装置现有的电子回旋波频率较低,为了让环向场与已有的电子回旋波频率匹配,提出新的环向场线圈电流产生方案,在原方案的磁场线圈平顶电流产生之前增加一个低电流台阶。回... 托卡马克装置预电离过程中,环向磁场应与电子回旋波频率相匹配,NCST装置现有的电子回旋波频率较低,为了让环向场与已有的电子回旋波频率匹配,提出新的环向场线圈电流产生方案,在原方案的磁场线圈平顶电流产生之前增加一个低电流台阶。回顾NCST球形托卡马克装置环向场线圈电源的原有方案后,设计了全控型和半控型两种方案,从电压电流的高次谐波、电流的可控性和纹波、改动成本和安装便捷性四方面对比两个方案的优缺点,最终选定半控型改造方案。根据现场条件制作电源改造柜,尽量减少对原有电源柜的改动。实际测试结果显示,两个电流台阶衔接正常,低电流台阶宽度可调、幅值可调,满足改造要求。 展开更多
关键词 NCST 球形托卡马克装置 环向场线圈电源 预电离 双阶梯脉冲电流
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Two Dimensional Density FlUCtuation Measurements During the Non-Inductive Current Ramp-up Phase in the Compact Plasma Wall Interaction Experimental Device CPD
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作者 H.ZUSHI T.RYOUKAI +22 位作者 K.KIKUKAWA T.MORISAKI R.BHATTACHARYAY T.YOSHINAGA K.HANADA T.SAKIMURA H.IDEI K.DONO N.NISHINO H.HONMA S.TASHIMA T.MUTOH S.KUBO K.NAGASAKI M.SAKAMOTO Y.NAKASHIMA Y.HIGASHIZONO K.N.SATO K.NAKAMURA M.HASEGAWA S.KAWASAKI H.NAKASHIMA A.HIGASHIJIMA 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2009年第4期397-401,共5页
Two-dimensional structure of density fluctuations is examined during the current jump phase, indicating a change from the open magnetic fields to the closed ones. During the smooth current ramp-up phase the two-dimens... Two-dimensional structure of density fluctuations is examined during the current jump phase, indicating a change from the open magnetic fields to the closed ones. During the smooth current ramp-up phase the two-dimensional contour of the LiI intensity shows vertically alignment, consistent with the magnetic surfaces. At the inflection point in Ip ramp-up the LiI intensity contour becomes flat in the observation regime and then suddenly a steep gradient and higher intensity regime are formed in the vertical direction. This higher intensity corresponds to a burst of LiI waveform. According to these changes in the contour, it is found that, within ~1 ms around the burst of LiI, a low frequency coherent wave with a long wavelength rapidly grows. The relations with other signals (magnetic flux and microwave stray power) are discussed with respect to the topological change in the magnetic configuration and mode conversion of the incident electromagnetic waves. 展开更多
关键词 Li sheet beam density fluctuations current ramp-up spherical tokamak
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The Reconstruction of the Plasma Boundary in the Sino-United Spherical Tokamak Experiments
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作者 刘健 冯春华 +1 位作者 杨宣宗 王龙 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第2期161-165,共5页
A method for the reconstruction of the plasma boundary in the sino-united spherical tokamak (SUNIST) based on the outer plasma magnetic diagnostics is reported. In SUNIST, the magnetic flux loop integral signals wer... A method for the reconstruction of the plasma boundary in the sino-united spherical tokamak (SUNIST) based on the outer plasma magnetic diagnostics is reported. In SUNIST, the magnetic flux loop integral signals were measured recently and the plasma boundary could be reconstructed well with a current filament (CF) model by setting 2 to 8 current filaments. There are three additional filament positional parameters in addition to the filament current to minimize the square root error in the CF model. The plasma configuration obtained with the CF method is consistent with the visible plasma image from the CCD camera. The average difference in the minor radii for the plasma boundary, by applying the CF model and EFIT code, is below 6 mm. 展开更多
关键词 boundary reconstruction spherical tokamak current filament model
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SUNIST球形托卡马克的研究进展 被引量:5
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作者 何也熙 王龙 +1 位作者 曾立 SUNIST组 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第4期343-347,共5页
球形托卡马克为聚变能的商业应用提供了一条可能的途径。中国联合球形托卡马克SUNIST以真空室的环向和极向都有绝缘隔缝为结构特征。该装置的主要任务是研究低环径比等离子体的基本特性和等离子体的非感应加热与电流驱动。包括同轴磁螺... 球形托卡马克为聚变能的商业应用提供了一条可能的途径。中国联合球形托卡马克SUNIST以真空室的环向和极向都有绝缘隔缝为结构特征。该装置的主要任务是研究低环径比等离子体的基本特性和等离子体的非感应加热与电流驱动。包括同轴磁螺旋性注入电流启动、电极放电辅助电子回旋波电流启动、电子伯恩斯坦波以及离子高次谐波快波加热与电流驱动。装置已经顺利组装完毕,并安装了磁测量、静电探针和软X射线等基本的诊断系统。目前正处于系统联调阶段。 展开更多
关键词 球形托卡马克装置 中国 等离子体 诊断系统 磁约束聚变
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小球形托卡马克嬗变堆堆芯参数分析 被引量:3
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作者 邓柏权 严建成 冯开明 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第1期79-84,共6页
本文探讨作为聚变能中间应用的一种可行性 :利用低环径比球状托卡马克堆的高能聚变中子嬗变核电站的核废物。计算了堆芯等离子体物理参数、中心柱增益并进行参数学分析、几种可能的电流驱动方案比较和中心柱冷却方案设计及其计算。为了... 本文探讨作为聚变能中间应用的一种可行性 :利用低环径比球状托卡马克堆的高能聚变中子嬗变核电站的核废物。计算了堆芯等离子体物理参数、中心柱增益并进行参数学分析、几种可能的电流驱动方案比较和中心柱冷却方案设计及其计算。为了减轻偏滤器和第一壁材料的要求 ,我们有意选择较低堆芯物理参数 ,较低的中子壁负载运行。结果表明中心柱增益较低。建议从理论上探索研究由球状托卡马克等离子体顺磁性 ,建立一个无力球马克极向电流壳为中心区提供大部分或全部Bt,旨在建立无中心柱的低径比球状托卡马堆。如果可行 。 展开更多
关键词 堆芯参数 球状托卡马克堆 嬗变核废物 顺磁性外极向电流壳 物理参数 设计 中心柱 水冷却系统
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Tokamak等离子体不同运行模式下产生的自举电流 被引量:3
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作者 龚学余 谢安平 +1 位作者 彭晓炜 刘文艳 《南华大学学报(自然科学版)》 2005年第1期1-5,21,共6页
在给定等离子体密度分布下,从电子、离子的能量方程出发,根据不同运行模式下等离子体的热传导率,分别求出了常规剪切L模式和H模式下,以及中心负剪切模式下等离子体电子、离子的温度分布;再根据自举电流产生机制,分别求出了这些运行模式... 在给定等离子体密度分布下,从电子、离子的能量方程出发,根据不同运行模式下等离子体的热传导率,分别求出了常规剪切L模式和H模式下,以及中心负剪切模式下等离子体电子、离子的温度分布;再根据自举电流产生机制,分别求出了这些运行模式下的自举电流分布,结果表明:在常规剪切模式下,产生自举电流比较小,特别是在L模式下的自举电流更小;在中心负剪切模式下,产生了较大的自举电流,特别在等离子体边缘区域,自举电流大于所要求的电流分布;由于等离子体中心区域自举电流比较小,为了满足等离子体平衡要求,非感应电流驱动是必不可少的. 展开更多
关键词 托卡马克 自举电流 常规剪切 中心负剪切 等离子体 运行模式
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壁处理对HT-7托卡马克欧姆放电时自举电流的影响
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作者 张先梅 万宝年 王燕 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期829-835,共7页
分析了HT-7托卡马克壁处理前后欧姆放电时的自举电流占总等离子体电流比例的变化情况.壁处理以后,等离子体的密度分布变宽,等离子体压力梯度在边界较大,边界的电子温度比壁处理前高,从而碰撞频率降低,使得自举电流成份比例从壁处理前的... 分析了HT-7托卡马克壁处理前后欧姆放电时的自举电流占总等离子体电流比例的变化情况.壁处理以后,等离子体的密度分布变宽,等离子体压力梯度在边界较大,边界的电子温度比壁处理前高,从而碰撞频率降低,使得自举电流成份比例从壁处理前的小于5%增大到百分之十几.这一变化解释了壁处理后稳态放电时,等离子体电流可以轻松放大且等离子体电流分布变宽的现象. 展开更多
关键词 自举电流 壁处理 欧姆放电 托卡马克
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SUNIST球形托卡马克等离子体边界识别研究
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作者 刘健 冯春华 +1 位作者 杨宣宗 王龙 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期320-323,共4页
利用电流丝模型对SUNIST球形托卡马克等离子体边界重构进行了模拟计算。结果表明,用电流丝模型能够比较好地对等离子体自由边界进行快速识别,与EFIT平衡计算的边界径向平均误差小于6mm。
关键词 球形托卡马克 边界重建 电流丝模型
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Non-Inductive Start up of QUEST Plasma by RF Powert 被引量:1
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作者 K. HANADA H. ZUSHI +16 位作者 H. IDEI K. NAKAMURA M. ISHIGURO S. TASHIMA E. I. KALINNIKOVA M. SAKAMOTO M. HASEGAWA A. FUJISAWA A. HIGASHIJIMA S. KAWASAKI H. NAKASHIMA H. LIU O. MITARAI T. MAEKAWA A. FUKUYAM Y. TAKASE J. QIAN 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第3期307-311,共5页
Both start-up and sustainment of plasma were successfully achieved by fully non- inductive current drive using microwave with a frequency of 8.2 GHz. Plasmas current of 15 kA was implemented for 1 s. Magnetic surface ... Both start-up and sustainment of plasma were successfully achieved by fully non- inductive current drive using microwave with a frequency of 8.2 GHz. Plasmas current of 15 kA was implemented for 1 s. Magnetic surface reconstruction exhibited a plasma shape with an aspect ratio of below 1.5. The plasma current was dependent significantly on the launched microwave power and vertical magnetic field, while not affected by the mode of launched wave and the toroidal refractive index. Hard X-ray (HXR) emitted from energetic electrons accelerated by the microwave was observed, and the discharge with a plasma current over 4 kA followed the same trend as the number of photons of 10 keV to 12 keV. This suggests that the plasma current may be driven by energetic electrons. Based on the experimental conditions, alternative explanations of how the plasma current could be driven are discussed. 展开更多
关键词 steady-state operation of spherical tokamak non-inductive current drive QUEST
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稳态托卡马克堆中自举电流定标律和驱动电流的一些讨论
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作者 齐昌玮 丁厚昌 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期40-42,共3页
在设定自举电流为托卡马克堆中固有电流的基础上,根据是否存在α粒子和驱动电流的不同情况,本文讨论了自举电流的定标律和维持不变的总电流及其分布所需的驱动电流之大小及分布。
关键词 稳态 托卡马克堆 自举电流 驱动电流
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SUNIST Microwave Power System
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作者 冯松林 杨宣宗 +3 位作者 冯春华 王龙 饶军 冯克成 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第3期2810-2812,共3页
Experiments on the start-up and formation of spherical tokamak plasmas by electron cyclotron heating alone without ohmic heating and electrode discharge assisted electron cyclotron wave current start-up will be carrie... Experiments on the start-up and formation of spherical tokamak plasmas by electron cyclotron heating alone without ohmic heating and electrode discharge assisted electron cyclotron wave current start-up will be carried out on the SUNIST (Sino United Spherical Tokamak) device. The 2.45 GHz/100 kW/30 ms microwave power system and 1000 V/50 A power supply for electrode discharge are ready for experiments with non-inductive current drive. 展开更多
关键词 spherical tokamak MICROWAVE current drive
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稳态托卡马克堆中的自举电流
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作者 齐昌伟 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第2期62-64,共3页
在稳态托卡马克堆的燃烧阶段,当感应电流下降后,新经典输运产生的自举电流便成为维持稳定电流的最好手段。本文根据α粒子新经典自举电流的最新结果,计算了感应电流消失阶段,稳态堆中α粒子、电子和离子的自举电流。
关键词 托卡马克堆 自举电流 a粒子
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Tokamak中自举电流的剖面准直性 被引量:3
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作者 龚学余 石秉仁 +2 位作者 张锦华 邱小平 凌球 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期2547-2555,共9页
利用Harris模型 ,通过求解等离子体平衡方程 ,计算俘获粒子份额 ,分别对常规剪切和中心负剪切下tokamak中的自举电流的大小和剖面准直性进行了计算和分析 .自举电流分布与等离子体平衡电流分布之间的剖面准直性可以通过调整等离子体的... 利用Harris模型 ,通过求解等离子体平衡方程 ,计算俘获粒子份额 ,分别对常规剪切和中心负剪切下tokamak中的自举电流的大小和剖面准直性进行了计算和分析 .自举电流分布与等离子体平衡电流分布之间的剖面准直性可以通过调整等离子体的密度、温度和电流分布参数 ,以及描述等离子体形状的拉长度k和三角变形因子d来获得 .中心负剪切位形有利于自举电流产生 ,并有好的剖面准直性 .通过计算比较 ,分别在常规剪切位形下和中心负剪切位形下获得了一组优化的等离子体参数 ,在这组参数下 。 展开更多
关键词 TOKAMAK 自举电流 剖面准直性 受控核聚变 等离子体 托卡马克
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EAST自举电流条件下离散阿尔芬本征模 被引量:5
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作者 闫星辰 胡双辉 吴昊 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2017年第6期87-93,共7页
针对先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)装置,本文研究了自举电流和由气球模驱动势阱捕获的离散阿尔芬本征模(α-Induced Toroidal Alfvén Eigenmode,αTAE,α是等离子体压强梯度的标度)... 针对先进实验超导托卡马克(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)装置,本文研究了自举电流和由气球模驱动势阱捕获的离散阿尔芬本征模(α-Induced Toroidal Alfvén Eigenmode,αTAE,α是等离子体压强梯度的标度)的联系;在自举电流条件下,高能量粒子激发αTAE为不稳定模式的情况.理论分析可得自举电流密度大的位置往往存在较大的等离子体压强梯度,而大的等离子体压强梯度很可能诱导产生αTAE.运用磁流体力学模型探讨了在自举电流条件下αTAE存在的特点,发现在小半径方向上自举电流密度较大的区间,集中存在αTAE;运用磁流体力学与回旋动理学混合模型探讨了αTAE被高能量粒子激发为不稳定模式的情况,发现在中性束注入加热等离子体和驱动等离子体电流条件下,当托卡马克中的高能量粒子和αTAE满足波粒共振条件时,αTAE都会被高能量粒子激发为不稳定模式. 展开更多
关键词 托卡马克 自举电流 阿尔芬本征模 高能量粒子
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