通过软X射线图像反演研究HT托卡马克芯部等离子体的不稳定性.pptVIP

* ASIPP HT-7 通过软X射线图像反演研究HT-7 托卡马克 芯部等离子体的不稳定性 马天鹏 胡立群 阮怀林 及SX诊断组 中国科学院等离子体物理研究所 2005，09，18 2005cps会议 ASIPP HT-7 目录 1：SX 图象反演对研究等离子体的物理意义 2：反演方法 3：HT-7 Tokamak 软X 射线探测系统 4: 实验结果 5： 总结 ASIPP HT-7 一：软 X 射线反演成象对等离子体研究的意义 高温等离子体辐射的软 X 射线携带有丰富的等离子体内部信息，且高温等离子体对软 X 射线完全透明，再加上软 X 射线的弦积分测量可以做到较高的径向与角向分辨和较快的时间响应，所以利用软 X 射线反演成象法可以重建出芯部等离子体的磁面结构，通过热芯或磁岛的变化可以研究芯部等离子体的MHD 不稳定性，等离子体内破裂，输运等。这也是运用其它诊断手段难以做到的。 ASIPP HT-7 二：反演方法 SX发射率函数： SX弦积分函数： （3） 这里： （4） 用贝塞尔级数展开 （5） 沿弦积分： （1） （2） ASIPP HT-7 其中 是 m阶贝氏函数 的第L个零点。 由实验测出SX弦积分信号值 ，用最小二乘法定出系数 最后，将 以二维等高图输出，即为，我们所求的结果。 （1） （2） 含有m=1,n=1不稳定性的等离子体辐射原函数层析图(1) 和重建函数的二维层析图 (2) ASIPP HT-7 三：HT-7 TOKAMAK 软 X 射线探测系统 两个阵列，各有37个金硅面垒型探测器 ，它们分别与出射狭缝所组成扇形对称分布在小圆截面上，且每条弦至小圆截面圆心成1.5 cm等间距离 。 此探测系统包括探测器，准直与狭缝及前放三部分，且 能探测到的最大弦半径为27 cm ASIPP HT-7 四：实验结果 Sawtooth waveforms in the shot 54929 1. 锯齿过程的图象反演 LHW +IBW Plasma parameters: Ip~127KA Ne(0)~1.36x1013cm-3 Bt(0)~1.83T；PLH~141KW and PIBW~150KW ASIPP HT-7 由SVD 分析： rs≈10.25cm. 先兆模振荡周期约 0.217ms, 振荡半径： r1≈4.50cm. 前3个本征值对信号的贡献Δ3 ≈ 0.9996 (a) (b) (c) ASIPP HT-7 (a) (b) (c) (d) (e) (f) ASIPP HT-7 (g) (h) 1.在q1面内m=1模发生并增长 锯齿的上升阶段 驱使热芯偏离中心，电流向热芯集中（峰化），冷泡形成并开始逐渐增大 2.m=1模进入非线性饱和状态，热芯偏移至q=1面附近，能量向 q=1面外传播，原热芯消失，冷泡成为新的热芯（锯齿崩塌） 3.从重建图象表明，在锯齿后期热芯和冷泡组成的磁面结构与Wesson 模型相似 ASIPP HT-7 2.MHD 振荡区等离子体的SX反演成象 放电参数：plasma currents Ip~122KA, central chord-averaged electron density Ne(0) ~1.97x1013cm-3, a toroidal magnetic field at the plasma centre of Bt(0) ~1.82T, PLH~250KW and PIBW~155KW. ASIPP HT-7 在HT-7放电区，出现的重要现象之一是当等离子体密度上高时候，锯齿放电过渡MHD振荡型放电 *