近日,等離子體所張濤副研究員微波反射儀診斷組在高約束模(H模)臺基區(qū)湍流研究中取得新進(jìn)展。研究結(jié)果以“A low-frequency axisymmetric oscillation the high-confinement mode pedestal on the EAST tokamak”為題發(fā)表于Nuclear Fusion期刊(H.M.Xiang et al 2019 Nucl. Fusion 59 106037)上。
磁約束聚變實(shí)驗(yàn)裝置中,H模等離子體邊界存在一個很窄的臺基區(qū),其物理參數(shù)與聚變增益息息相關(guān),臺基區(qū)域的研究是目前研究的重點(diǎn)之一。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)臺基區(qū)域存在的寬頻密度漲落(<400kHz)與臺基動力學(xué)演化緊密相連。在此基礎(chǔ)上,課題組利用反射儀診斷研究發(fā)現(xiàn)臺基區(qū)域存在著一種低頻(~1kHz)振蕩(LFO),其呈現(xiàn)出環(huán)向?qū)ΨQ(n=0),極向?yàn)閙=1的駐波結(jié)構(gòu),臺基密度漲落、臺基密度剖面、偏濾器靶板粒子通量均受到此低頻振蕩的調(diào)制。在此低頻振蕩出現(xiàn)之前,臺基密度漲落主要以低頻(<400kHz)為主導(dǎo);在此低頻振蕩期間,低頻的密度漲落出現(xiàn)抑制和恢復(fù)交替的調(diào)制現(xiàn)象。同時,在低頻密度漲落抑制階段,高頻的密度漲落(>500kHz)出現(xiàn),溫度臺基高度(Te,ped)趨于飽和而密度臺基高度(ne,ped)依舊保持增長。此現(xiàn)象暗示著高頻的密度漲落能夠在一定程度上驅(qū)動等離子體熱輸運(yùn)。
該研究得到了EAST團(tuán)隊及合作者的大力支持,并且獲得了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等項(xiàng)目的資助?! ≌撐逆溄樱?a >https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/ab33df/meta
圖1、ELM-free階段出現(xiàn)的低頻振蕩(LFO)
圖2、低頻振蕩(LFO)對密度剖面對調(diào)制
圖3、Inter-ELM期間的低頻振蕩(LFO)及高頻(HF)密度漲落與臺基演化的關(guān)系