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EAST团队在比压阿尔芬声波本征模实验研究中取得新进展
文章来源: 赵海林 发布时间: 2020-09-07

  近日,中科院合肥研究院等离子体所EAST团队科研人员在一类特殊的锯齿振荡期间观察到了比压阿尔芬声波本征模(BAAE),相关研究成果由徐明副研究员发表在Nuclear Fusion期刊。

  在EAST超导托卡马克装置中,研究人员通过实验观察到了模数为m=2/n=1双撕裂模(DTM)触发的一类特殊锯齿振荡(以下简称DTRC),DTRC的振荡周期大于100ms,在振荡期间先后观察到了高能离子激发的比压阿尔芬本征模(BAEs)以及反剪切阿尔芬本征模(RSAE),并伴随着电子内部输运垒(ITB)的形成过程。随后研究人员还发现,当离子回旋共振加热(ICRH)的输出功率足够高时,DTRC振荡期间能够激发一类新的阿尔文本征模——BAAE,且与BAEs-SAEs共存。

  同时实验还对BAAE的模特征结构和激发条件进行了研究。BAAE和BAEs的径向结构相类似,BAAE在径向更靠外且径向范围更宽。随着最小安全因子qmin的减小(qmin<1),BAAE和RSAE的频率同步向上增大。此外,BAAE可以作为安全因子剖面的重要限制条件,当DTRC振荡周期大于某一阈值时,BAAE即可被激发。由于DTRC的振荡周期强烈依赖于ICRH的输出功率,因此DTRC的振荡周期为BAAE激发的一个重要的因素。qmin附近的电子温度的梯度随着DTRC的周期增大而增大,同时芯部区域的高能离子份额也随之增加。因此,BAAE由捕获高能离子通过环向进动共振激发。

  BAAE现象是当前ITPA研究领域的一个重要分支,在EAST上开展的BAAE实验观察和研究进展,对国际磁约束聚变领域高能粒子的实验研究起到了积极推动作用。

  以上工作获得国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自然科学基金等项目的资助。

  论文链接:BAAE: 

  BAEs-RSAEs(ITB): 

   

  1 EASTDTRC振荡期间,BAAEBAEs-RSAEs本征模的激发 

   

  2 BAAE存在时间和DTRC振荡周期的关系 

 附件: