HL-1M装置锁模不稳定性研究-sunist.PDF

第 20 卷 第 4 期 核 聚 变 与 等 离 子 体 物 理 . 20, . 4 V o l N o 2 0 0 0 年 12 月 N uclear Fusion and P lasm a Physics D ec. 2000 ( ) 文章编号: 0254- 6086 2000 04- 0193- 05 - 1 装置锁模不稳定性研究 HL M 严龙文, 杨青巍, 钱　俊, 郭干城, 张锦华 (核工业西南物理研究院, 成都 610041) 　　摘　要: 研究了 1 装置上锁模不稳定性和密度极限破裂。锁模不稳定性通常出现在低密 HL M 度的实验中, 在软 X 射线和M irnov 磁扰动上都观察到了频率相同的先兆振荡, 其时间尺度为 10 。边缘温度的突然下降是产生锁模不稳定性的重要标志。锁模出现几毫秒后时常发生大破裂。 m s 提出了抑制锁模不稳定性的建议。 关键词: 锁模不稳定性; 密度极限; 大破裂 中图分类号: O 534; TL 61+ 2. 2　　　　　　　　文献标识码:A 1　引言 托卡马克等离子体的大破裂对聚变堆运行是相当危险的, 人们希望通过对其产生机制的 详细研究, 达到完全避免大破裂产生的目的。大破裂的产生机制相当复杂, 通常与磁流体不稳 定性密切相关。本文主要研究一种叫做“锁模”不稳定性诱发的大破裂。锁模是指在破裂前磁 流体扰动的旋转频率逐渐变慢, 最后停止旋转, 并被锁定在一个或几个环向位置上, 它容易在 低密度的放电中产生。 锁模类破裂可出现在电流的上升、坪顶或下降段, 且装置越大越容易触发。因此, 严重地限 [ 1 ] 制了等离子体的低密度运行区域。JET 装置的实验结果表明 , 当密度低于某一极限值时, 误 差场不稳定性增长, 并可导致锁模类破裂。其最低密度值依赖于各种等离子体参数, 中性束注 入通常能进一步降低密度的下限, 外加磁场的微小非对称性是产生误差场不稳定性的主要原 [ 2 ] 因。 装置的结果表明 , 锁模不稳定性在低密度运行和密度极限破裂前的先兆振荡上观 D D 测到, 锁模出现在一个和多个垂直场线圈相对于环向场线圈的微小非对称性位置处。用一个外 加线圈产生一个 n = 1 的扰动磁场, 它能极大地扩展或降低稳定运行参数空间。在 [ 3 ] 装置上的研究表明 , 误差场不稳定性在小装置上并不是一个严重问题, 因为其 COM PA SS C 爆发误差场不稳定性的磁扰动阈值要比大装置大一个数量级以上。然而, 对于类似 IT ER 这样 的大装置, 误差场不稳定性将变成一个非常严重的问题, 它对各种外加磁场的安装精度要求很 高。 收稿日期: 2000- 03- 03; 修订日期: 2000- 07- 28 ( ) 基金项目: 国家自然科学基金项目 ( ) 作者简介: 严龙文 1965- , 男, 四川资中人, 博士, 副研究员, 主要研究方向为托卡马克等离子体输运、 磁流体不稳定性和边缘物理学。 194