东方超环与DIII-D联合实验取得成功

来源: 中国科学院合肥物质科学研究院

发布日期: 2015-01-15 13:41:05

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所与美国通用原子能公司在DIII-D托卡马克上进行的“中美东方超环(EAST)/DIII-D托卡马克物理联合实验”取得成功,实验包括偏滤器热流物理和高性能运行模式探索等,为未来ITER和聚变堆的运行提供了重要物理信息。

日前,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所与美国通用原子能公司在DIII-D托卡马克上进行的“中美东方超环(EAST)/DIII-D托卡马克物理联合实验”取得成功,等离子体所科研人员通过视频会议系统远程主导此次实验,中美聚变科研人员再次携手获得佳绩。

2014中美EAST/DIII-D联合实验,是2013年联合实验的延续,是等离子体所与美国通用原子能公司国际合作的一个重要组成部分,其成功对EAST/DIII-D未来开展更深入的合作交流以及未来培养青年人才具有重要意义。同时,中方科研人员通过这次联合实验真正了解了DIII-D这个国际平台的实验组织、执行的流程以及数据共享的细节,对今后如何在EAST上高效开展物理实验有了较深刻的认识。

实验首日进行了“偏滤器热流物理”联合实验,由研究所王亮博士与GA的Michael Makowski博士共同主持。

未来ITER将采用以电子加热为主导的射频波加热模式,该实验旨在通过利用DIII-D的电子回旋加热与灵活的中性束加热(同电流、反电流、离轴)手段,结合EAST已经开展的相关实验,系统研究电子/离子加热主导的不同条件下,偏滤器热流沉积宽度的物理机制,重点探索离子轨道损失对射频波加热条件下热流输运物理的影响。

随后两日进行了“低扭矩q_min > 2高性能运行模式探索”联合实验,由研究所研究员徐国盛和美国普林斯顿实验室的Wayne Solomon博士共同主持。实验目的是在DIII-D上验证一种适合EAST高性能长脉冲运行的先进托卡马克感应驱动电流运行模式,是2013年DIII-D/EAST稳态运行模式联合实验的延续。

这种运行模式在较高的等离子体电流下,通过高约束和高比压产生高自举电流份额,结合离轴电流驱动,同时保留一定的感应驱动电流份额,使得安全因子最小值q_min超过2,从而避开最危险的MHD不稳定性:m/n = 2/1新经典撕裂模。

除以上两个联合实验外,2014年中美EAST/DIII-D联合实验的另一个实验提案“高比压完全非感应电流驱动先进运行模式发展”已于北京时间2014年8月27日凌晨0点至早上9点在DIII-D上取得成功,由中方龚先祖研究员与美方Andrea Garofalo研究员共同主持。该实验旨在进一步发展反应堆相关的高比压运行模式。

通过优化等离子体的位形和电流密度分布成功获得极高比压的先进运行模式(Beta_n > 4,Beta_T >2%,H_98>1.5),开辟了进一步优化与提高等离子体性能的途径。

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