近日,等離子體所邊界診斷組在研究邊界三維磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)邊界湍流輸運(yùn)的作用方面取得新進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)在磁島偏濾器位形中刮削層磁島區(qū)存在兩種典型的徑向湍流輸運(yùn)模式,分別為寬譜湍流和低頻湍流,且磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)湍流輸運(yùn)有顯著影響,相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Nuclear Fusion期刊(S.C. Liu, Y. Liang, et al 2019 Nucl. Fusion 59 066001)。
磁約束聚變邊界等離子體輸運(yùn)主要是由湍流輸運(yùn)引起,在芯部的熱和粒子排出過(guò)程中起到重要作用。等離子體所六室邊界診斷組在EAST托卡馬克和W7-X新一代仿星器等裝置詳細(xì)研究了湍流對(duì)邊界等離子體輸運(yùn)的貢獻(xiàn),已取得很多重要成績(jī)。在此基礎(chǔ)之上,劉少承項(xiàng)目副研究員和梁云峰研究員等通過(guò)最新研制的復(fù)合型探針測(cè)量,發(fā)現(xiàn)W7-X磁島偏濾器位形的刮削層磁島區(qū)域存在兩種典型的徑向湍流輸運(yùn)模式,磁島中心區(qū)域由40–160 kHz的寬譜湍流主導(dǎo),該湍流模式在離子逆磁漂移方向傳播,很可能由密度梯度引起的漂移波湍流驅(qū)動(dòng);近刮削層區(qū)域則由5-30 kHz的低頻湍流主導(dǎo),伴隨著明顯的間歇性湍流結(jié)構(gòu)特征,這可能與該區(qū)域具有較強(qiáng)的隨機(jī)場(chǎng)有關(guān)。在多個(gè)位形下,兩種湍流輸運(yùn)模式出現(xiàn)的區(qū)域與邊界磁拓?fù)涞娜S結(jié)構(gòu)特征相對(duì)應(yīng),表明磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠改變邊界的湍流輸運(yùn)行為。
該研究得到了等離子體所四室和六室邊界診斷組的大力支持,同時(shí)也得益于國(guó)際同行的合作,特別是德國(guó)于利希研究中心和馬克斯-普朗克等離子體物理研究所合作者的共同研究,并且得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
文章鏈接: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/ab0d29/meta
W7-X刮削層磁島區(qū)域典型的湍流輸運(yùn)行為和邊界等離子體參數(shù)
W7-X磁島偏濾器標(biāo)準(zhǔn)位形EJM+252和高磁鏡位形KJM+252的邊界龐加萊圖