偏滤器边界层等离子体的基本行为研究 - EAST.PPT

* EAST * EAST 偏滤器边界层等离子体的基本行为研究 报告人： 汪惠乾 指导老师：郭后扬 研究员 罗广南 研究员 徐国盛 副研究员 内容摘要 偏滤器及其位形 偏滤器基本等离子体状态 偏滤器位形边界流及湍流 未来研究方向 内容摘要 偏滤器及其位形 偏滤器基本等离子体状态 偏滤器位形边界流及湍流 未来研究方向 偏滤器基本概念 偏滤器位形的产生：通过在一个附加的环形导体中施加和等离子体电流同向的电流，主动产生分离面，将等离子体与壁分离开 偏滤器最重要的作用在于把等离子与固体表面强烈相互作用的区域移置于远离主要约束等离子体的区域，即偏滤器之内 基本功能： 1、 较宽的分散横越扩散出来的能量和动量 2、 屏蔽等离子体与相互作用壁产生的杂质 3、 减少和排除杂质，提高等离子体约束性能 4、 抽气，将燃料和氦灰通过泵抽出 单零和双零角向偏滤器是目前最常用的偏滤器位形 ITER EAST SN DN 偏滤器位形扫描实验： 三种位形下中平面参数基本不变 靶板上接收的离子通量明显的改变 偏滤器靶板上的饱和粒子流 EAST上在同一次放电过程中直接实现各种不同偏滤器位形的演变过程 中平面基本参数 dr Separatrix 上单零 双零 下单零 内容摘要 偏滤器及其位形 偏滤器基本等离子体状态 偏滤器位形边界流及湍流 未来研究方向 偏滤器基本等离子体状态 鞘层限制状态： 边界等离子体的行为由靶板表面的鞘层所决定，热传导很小，靶板温度高、密度低 热导限制状态： 边界层性质由沿磁场热传导所决定，中性粒子再循环，电离，及等离子体流等主要发生在接近靶板的极小区域。靶板温度低，密度高，粒子流、热通量较高 脱靶等离子体状态： 等离子体‘托’离靶板, 可以有效地降低靶板表面的热流,减少靶板材料的损伤, 溶化等，但完全脱靶并不利于氦灰的排出。 偏滤器基本等离子体状态 密度爬升实验： 下偏滤器完全脱靶，上偏滤器部分脱靶 上下游基本参数比较 偏滤器基本等离子体状态 密度爬升实验： 下偏滤器完全脱靶，上偏滤器部分脱靶 上下游基本参数比较 内容摘要 偏滤器及其位形 偏滤器基本等离子体状态 偏滤器位形边界流及湍流 未来研究方向 刮削层流 正场（normal toroidal field） 反场（reversal toroidal field） 跨越磁场的经典粒子漂移： 电场漂移： ?B及曲率漂移： 2. 平行磁场的P-S流： 由ExB 及Bx?B的角向不对称性引起，对偏滤器内外不对称性产生重要的影响 偏滤器位形边界湍流 边界等离子体输运具有湍流性质， 往往呈现非持续的宏观现象，如blobs及ELMs. 等离子体从near SOL区域剥离，以平行磁场的丝状体形式沿磁场方向伸展，但垂直磁场方向具有有限的宽度 在Blob中导致电荷分离，产生电场EXB驱动Blobs沿径向向外运动。 实验参数的ESEL code模拟 结果 偏滤器位形边界湍流 内容摘要 偏滤器及其位形 偏滤器基本等离子体状态 偏滤器位形边界流及湍流 未来研究方向 未来研究方向 继续开展L模和H模偏滤器基本行为研究 偏滤器位形下上下游对比研究，尤其是在热导限制状态及脱靶状态下，上、下游等离子体之间的关系。 边界层流，运用ESEL模拟程序对blob和ELM行为进一步研究 参考文献 C. S. Pitcher, P. C. Stangeby, 1997, Plasma Phys. Control. Fusion 39 779-930 A.V.Chankin et al, 1994, Plasma Phys. Control. Fusion 36 1853-1864 I.H.Hutchinson et al, 1996, Plasma Phys. Control. Fusion 38 A301–A309 A.V.Chankin, W. Kerner, 1996, Nucl. Fusion , 36, 563-569 P.C. Stangeby, The Plasma Boundary of Magnetic Fusion Devices (IOP, Bristol, 2000) A. Loarte et al., Nucl. Fusion 47，S203 (2007) 谢谢！ * * EAST * EAST *