低杂波的局域电流驱动对锯齿行为的影响

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1、低杂波的局域电流驱动对锯齿行为的影响刘子奚王二辉高翔2009.11.29.2(1)方案背景(2)HT-7实验提案(3)预期结果提纲ITER锯齿主动控制的研究意义新经典撕裂模（NTM）触发的大锯齿所带来的一次能量沉积就达到15%左右（DIII-D的结果）。虽然在目前高约束、高比压（高β）的装置上，大锯齿对于装置第一壁的影响并不是很大。但是，对于ITER来说，它的储能在350MJ，15%的能量完全可以摧毁第一壁，这样就直接影响到ITER装置的寿命以及稳态运行的可行性。WITER~350MJ因此ITER锯齿的控制问题是

2、一个非常重要的课题。3ITER的锯齿主动控制的候选方法（1）ECCD实验结果：沉积在q=1（q为安全因子）翻转面的时候，会直接作用磁岛，影响了磁重联，使锯齿周期减少、幅度降低（TORESUPRA）（2）ICRF实验结果：沉积在磁轴上会激发大锯齿；沉积在翻转面上则会使锯齿周期减少、幅度降低（JET）（3）NBI实验结果：注入距离磁轴越远，对于锯齿的抑制效果越好（ASDEXU），但是对于其他实验，还有一些与之不一致的结论。4附：我们在EAST上做了用LHW抑制锯齿的尝试，并初步判断是因为改变了整体等离子体电流分布而影

3、响了锯齿的行为，与ECRH和ICRH的抑制机制不一致。5(a)和(b)是改变ECCD沉积位置实时地对锯齿周期进行控制。从(b)中可以看出，在ECCD的沉积位置被控制在翻转面附近的时候，锯齿被持续抑制住了；(c)在注入600kW的ECCD时，锯齿的周期降低到600ms以下。ActiveControlbyECCD@ToreSupraMLennholmetal,Phys.Rev.Lett.102115004(2009)6ICRF(JET)与ECCD(ToreSupra)的结论是一致的，就是在翻转面是可以让锯齿的周期变短

4、，幅度变小。ICRF@JETM.J.Mantsinenetal,AIPConf.Proc.Volume933,pp.35-42(2007)7图中可以看出，NBI距离磁轴越远，抑制锯齿的效果越好Chapmanetal.Phys.Plasmas16,0725062009不同颜色代表不同的中心束加入的方向NBI@ASDEXU8EAST上关于锯齿控制的研究翻转面（q=1）在：0.2r/a10(1)左图是加LHW之前的情况，此时q在芯部是小于1的，于是会产生锯齿；(2)右图是加LHW之后的情况，由于低杂波的离轴加热，使得在

5、0.5r/a处产生驱动电流，而我们使用的是电流控制，总电流保持不变，也就是j下方的面积保持不变（所以I1=I2），于是芯部电流下降，使得q在芯部大于1的，于是锯齿消失。beforeLHWafterLHWEAST上关于锯齿控制的研究I1=I211(1)方案背景(2)HT-7实验提案(3)预期结果提纲12根据上述装置上各种波（电子回旋、离子回旋）以及NBI对锯齿行为影响的经验来看，沉积位置是起到了重要的作用。因此本提案研究：HT-7实验提案低杂波沉积位置对锯齿行为的精确影响，并探索其中的规律。研究内容如下：通过软X射

6、线的结果，得出锯齿的相关参数，并判断出q=1的翻转面；通过不同的等离子体电流（IP=100KA，150KA，200KA）扫描，得到不同温度的本底等离子体。投入LHW，获得不同的沉积位置（在轴，q=1面和离轴）；探索三种局域电流驱动情况下，低杂波抑制锯齿的最佳功率，以及产生抑制效果的弛豫时间。13(1)方案背景(2)HT-7实验提案(3)预期结果提纲14预期结果低杂波沉积在q=1的翻转面上，通过局域电流驱动可以对锯齿进行最有效的抑制、阈值功率最低；低杂波沉积在离轴位置，需要较高的阈值功率、改变整个电流分布使q(0)

7、>1，从而消除锯齿震荡；低杂波沉积在磁轴上，对锯齿的影响有待探索；通过HT-7实验积累知识，为EAST锯齿的主动控制做好准备。15谢谢!