近日,等離子體所高翔研究員團隊在混雜運行模式研究中取得新進展,研究結(jié)果以“Experimental progress of hybrid operational scenario on EAST tokamak”為題發(fā)表在核聚變領(lǐng)域權(quán)威期刊Nuclear Fusion (Gao et al 2020 Nucl. Fusion https://doi.org/10.1088/1741-4326/abaa91) 上。
混雜運行模式作為ITER、CFETR等未來聚變裝置的先進運行模式之一,在現(xiàn)有裝置上開展相關(guān)的實驗研究是非常重要的工作。在EAST上利用中性束與低雜波組合加熱的方式實現(xiàn)的混雜放電,具有芯部平坦的電流密度分布,與ITER計劃實施的混雜運行模式在很多方面有類似特征。這種運行模式通常伴隨著內(nèi)部輸運壘(電子溫度、離子溫度、電子密度)的形成,進一步研究發(fā)現(xiàn),ITB的形成與芯部的魚骨模行為相關(guān),且主要影響電子溫度、電子密度的內(nèi)部輸運壘形成。在對ITB的閾值功率研究中發(fā)現(xiàn),EAST上實現(xiàn)的混雜運行模式中,ITB的閾值功率為≥3.5MW,并且符合ITB的國際定標(biāo)率。
聚變增益直接與無量綱參數(shù)G(=βNH89/q952)成正比,因而如何獲得高βN和高約束等離子體是提高聚變增益的關(guān)鍵,同時研究如何維持這樣高性能等離子體對于長脈沖穩(wěn)態(tài)運行具有重要意義。通過對前期EAST混雜(高βN)實驗的總結(jié)探索,目前G因子已經(jīng)達到0.3,接近ITER混雜運行模式的設(shè)計值(≥0.4),對于進一步研究在EAST上獲得更高的歸一化聚變增益具有重要意義。
以上研究成果得益于等離子體所相關(guān)科研人員的通力合作, 相關(guān)研究受到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)專項等項目的資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1088/1741-4326/abaa91
EAST托卡馬克運行模式G因子比較