EAST电子回旋辐射成像系统研制与芯部MHD行为实验研究

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1、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ博士学位论文戀ＥＡＳＴ电子回旋福射成像糸说研制与论文题目忘部ＭＨＤ行为矣验斫免高炳西作者姓名等禽子＃來／理学科专业到万系教援谢錦林到教梭＃）币姓ｇ！二０４衫刀完成时间ｔ凼科嗲技水大＃博士学位论文⑩ＥＡＳＴ电子回旋辐射成像系统研制与芯部ＭＨＤ行为实验研究作者姓名：高炳西学科专业：等离子体物理导师姓名：刘万东教授谢锦林副教授一完成时间：二〇三年五月

2、火、７＾ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ’Ａｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｄｏｃｔｏｒｓｄｅｇｒｅｅ翁ＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆＥＣＥＩｍａｉｎｐｇｇＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄＳｔｕｄｙｏｆＭＨＤＢｅｈａｖｉｏｒｉｎＣｏｒｅＰｌａｓｍｓｏｎＥＡＳＴ＇ｍＡｕｔｈｏｒｓＮａｅ：ＢｉｎｇｘｉＧａｏｓｅｃｉａｌｉｔ：ＰａＰｈｉｐｙｌａｓｍｙｓｃｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．Ｗａｎｄ

3、ｏｎｇＬｉｕＡ．Ｐｒｏｆ．ＪｉｎｌｉｎＸｉｅＦ＇ｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａｙ２０１３，中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果，。除己特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宄成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：签字曰期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文

4、的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交，可以将学位论文编入《中国学论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制一致手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。立公开□保密（年）＿＿＞作者签名：导师签名签字日期：签字日期：Ａｂｓｔｒａｃｔ摘要本论文阐述了ＥＡＳＴ全超导托卡马克上３８４通道电子回旋辐射成像诊断系统的研制与

5、芯部等离子体芯部ＭＨＤ行为实验研宄。一在电子回旋辐射成像诊断系统研制方面，成功研制了套适用于ＥＡＳＴ托卡马克的电子回旋辐射成像系统，并取得了很多有意义的实验数据。相对于国内外托卡马克上电子回旋辐射成像系统，本系统具有大观测视场，超长聚焦范围，高时空分辨率等诸多优点。设计中拓展了前端信号处理电子学系统工作射频带宽，￣由传统的２８ＧＨｚ？拓展为２１８ＧＨｚ，提高系统径向测量范围；优化了外差式探测器阵列结构形式采用前端耦合本征源与一对一的介质透镜设计，提高了本征源，功率耦合效率，减低了中心道与边缘道差

6、异，提高了系统灵敏度。在芯部ＭＨＤ行为实验研宄方面，主要开展了锯齿振荡实验研宄与电流启动期间ＭＨＤ行为两个方面的实验研究。等离子体电流启动期间ＭＨＤ不稳定性实验研究方面，本论文通过电子回旋辐射成像诊断系统观测到撕裂模环向耦合现象，发现靠近等离子体中心的ｎ＝＝２ｍ／ｌ／ｌ模与较外侧的ｍ／ｎ／ｌ模同向同频旋转；并观测到暂无实验报导的多支＝ｍ／ｎ／ｌ＝ｌ模相互作用产生具有ＺｏｎａｌＦｉｅｌｄ模数特征的ｍ／ｎ０／０，实验数据分析结一＝＝一２／＝果表明，与ｍ／ｎｌ顆合作用的ｍ／ｎｌ／ｌ与另支较高频率

7、的ｍ／ｎｌ／ｌ位于同＝＝空间位置，这两支ｍ／ｎｌ／ｌ模相互作用产生其差频分支ｍ／ｎ〇／〇模，产生的＝ｍ／ｎ０／０＝ｌ／ｌ＝模对ｍ／ｎ调制作用产生其和频分支ｍ／ｎｌ／ｌ模，且这些模的相互作用满足三波相互作用条件。实验还通过ＥＣＥＩ系统成像研究了电流爬升期间多撕裂模随时间演化过程与锯齿崩塌过程中，发现电流启动期间，锯齿崩塌过程中电“”“”子温度涨落分布具有弯月形热芯，圆形冷泡结构。锯齿崩塌实验研究方面，通过环向不同位置上的ＥＣＥＩ与ＥＣＥ系统细致分析了锯齿崩塌开口的环向结构，发现其环向螺旋三维不对称性，

8、提出了经验模型，并就实验发现的锯齿崩塌开口的环向螺旋三维不对称性，展开讨论实验测量锯齿崩塌时间的不准确性；并观测到在ＩＣＲＦ辅助加热下，转换过程中，随着等离子体环向旋转速度的提高，锯齿崩塌过程先兆模旋转方向发生改变。实验研宄＝还发现，由ｍ／ｎｌ／ｌ高次谐波导致的锯齿崩塌现象。关键词：