HT-7超导托卡马克逆磁测量和能量约束时间定标

论文摘要

本文主要是围绕HT-7 超导托卡马克等离子体逆磁测量和内感测量展开的,通过在HT-7 超导托卡马克的内真空室安装一对逆磁和补偿线圈,并运用软件补偿的方法对HT-7 的逆磁通量进行了测量,使极向磁比压βp的测量误差小于±7%,同时给出了欧姆放电和低杂波电流驱动下等离子体的能量约束时间。在欧姆加热下,逆磁测量结果表明:在等离子体中心弦平均电子密度ne小于2. 5×1013cm-3,等离子体的总体能量约束时间τE随ne是线性变化的（LOC）,在中心弦平均电子密度n e大于2. 5×1013cm-3,能量约束时间τE则趋于饱和（SOC）,其饱和值约为22ms。并且和Neo-Alcator定标率做了比较,比较结果显示HT-7的能量约束时间τE很好的符合Neo-Alcator 定标率。在低杂波电流驱动下,实验结果表明:随着低杂波功率的增加,极向磁比压βp和总能量增加,但能量约束变坏,呈现出典型的L 模式约束方式。并且对不同等离子体电流、不同电子密度下的能量约束时间做了比较。考虑到低杂波的加热方式,对极向磁比压βp计算出的能量做了修正,结果显示在高电流高密度下HT-7 的能量约束时间是很好的符合ITER89 定标率。文中还分析了欧姆放电下LOC 和SOC约束方式的物理机制,以及在低杂波电流驱动下能量约束时间呈现L 模式物理的理解。另一方面,通过对Mirnov 小探针和正余弦线圈信号进行分析,结合由逆磁测量出的等离子体极向βp,得到了表征等离子体电流密度分布的重要参数—内感li的值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 托卡马克装置的磁场形态和平衡
• 1.2.1 托卡马克装置的磁场形态
• 1.2.2 等离子体在环形螺旋磁场中的平衡
• 1.3 逆磁测量的原理、意义和方法
• 1.3.1 逆磁测量的原理
• 1.3.2 逆磁测量的意义
• 1.3.3 逆磁测量的方法
• 1.4 内感测量的原理、意义和方法
• 1.4.1 内感测量的原理
• 1.4.2 内感测量的意义
• 1.4.3 内感测量的方法
• 1.5 HT-7 超导托卡马克概况
• 2 HT-7 等离子体逆磁测量
• 2.1 HT-7 逆磁测量方法
• 2.2 逆磁的杂散场
• 2.3 逆磁杂散场的测量与软件补偿
• 2.3.1 无等离子体放电实验
• 2.3.2 等离子体电流反极性实验
• 2.4 逆磁测量结果
• 3 HT-7 等离子体内感测量
• 3.1 HT-7 内感测量方法
• 3.2 Mirnov 探针和正余弦线圈信号的校正
• 4 欧姆加热和低杂波电流驱动下的总的能量约束时间研究
• 4.1 国际上托卡马克能量约束时间定标率研究概况
• 4.1.1 欧姆加热下主要的总能量约束定标率
• 4.1.2 L 模式总能量约束定标率
• 4.2 约束模式的物理理解
• 4.2.1 对欧姆放电模式的物理理解
• 4.2.2 对L 模式物理的理解
• 4.3 HT-7 上欧姆加热和低杂波电流驱动下的能量约束研究
• 5 论文工作总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 硕士期间发表论文