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EAST團隊在比壓阿爾芬聲波本征模實驗研究中取得新進展
文章來源: 趙海林 發布時間: 2020-09-07

  近日,中科院合肥研究院等離子體所EAST團隊科研人員在一類特殊的鋸齒振蕩期間觀察到了比壓阿爾芬聲波本征模(BAAE),相關研究成果由徐明副研究員發表在Nuclear Fusion期刊。

  在EAST超導托卡馬克裝置中,研究人員通過實驗觀察到了模數為m=2/n=1雙撕裂模(DTM)觸發的一類特殊鋸齒振蕩(以下簡稱DTRC),DTRC的振蕩周期大于100ms,在振蕩期間先后觀察到了高能離子激發的比壓阿爾芬本征模(BAEs)以及反剪切阿爾芬本征模(RSAE),并伴隨著電子內部輸運壘(ITB)的形成過程。隨后研究人員還發現,當離子回旋共振加熱(ICRH)的輸出功率足夠高時,DTRC振蕩期間能夠激發一類新的阿爾文本征模——BAAE,且與BAEs-SAEs共存。

  同時實驗還對BAAE的模特征結構和激發條件進行了研究。BAAE和BAEs的徑向結構相類似,BAAE在徑向更靠外且徑向范圍更寬。隨著最小安全因子qmin的減小(qmin<1),BAAE和RSAE的頻率同步向上增大。此外,BAAE可以作為安全因子剖面的重要限制條件,當DTRC振蕩周期大于某一閾值時,BAAE即可被激發。由于DTRC的振蕩周期強烈依賴于ICRH的輸出功率,因此DTRC的振蕩周期為BAAE激發的一個重要的因素。qmin附近的電子溫度的梯度隨著DTRC的周期增大而增大,同時芯部區域的高能離子份額也隨之增加。因此,BAAE由捕獲高能離子通過環向進動共振激發。

  BAAE現象是當前ITPA研究領域的一個重要分支,在EAST上開展的BAAE實驗觀察和研究進展,對國際磁約束聚變領域高能粒子的實驗研究起到了積極推動作用。

  以上工作獲得國家磁約束核聚變能發展研究專項、國家自然科學基金等項目的資助。

  論文鏈接:BAAE:http://dx.doi.org/10.1088/1741-4326/ab7c2d 

  BAEs-RSAEs(ITB):http://dx.doi.org/10.1088/1741-4326/ab2686 

   

  1 EASTDTRC振蕩期間,BAAEBAEs-RSAEs本征模的激發 

   

  2 BAAE存在時間和DTRC振蕩周期的關系 

 附件:

   
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