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“人造太阳”关键调控技术突破

企业新闻 / 2022-02-07 00:02

本文摘要:记者从中科院合肥物质科学研究院得知,该院的等离子体物理研究所EAST(仅有超导托卡马克实验装置)团队孙有文研究员课题组,在EAST上利用三维转动磁扰动场掌控稍滤器靶板热负荷研究方面获得了新进展,涉及结果日前公开发表在核聚变领域期刊《核聚变》上。通过与美国通用原子能公司研究团队合作,课题组将这一结果在美国的DIII-D装置上更进一步扩展到转动特混合扰动模式的磁扰动场研究,日前涉及结果公开发表在《等离子体物理学》上,并被第59届美国物理学不会等离子体会议不作邀报告。

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记者从中科院合肥物质科学研究院得知,该院的等离子体物理研究所EAST(仅有超导托卡马克实验装置)团队孙有文研究员课题组,在EAST上利用三维转动磁扰动场掌控稍滤器靶板热负荷研究方面获得了新进展,涉及结果日前公开发表在核聚变领域期刊《核聚变》上。通过与美国通用原子能公司研究团队合作,课题组将这一结果在美国的DIII-D装置上更进一步扩展到转动特混合扰动模式的磁扰动场研究,日前涉及结果公开发表在《等离子体物理学》上,并被第59届美国物理学不会等离子体会议不作邀报告。稍滤器靶板热负荷掌控是未来磁约束核聚变填装置如ITER(国际热核聚变反应堆计划)面对的一个极大挑战。另加磁扰动场已被证实可以对边界局域模构建弱化或诱导,从而有效地减轻边界局域模引发的瞬态强劲热负荷对偏滤器靶板的冲击。

与此同时,如何弱化三维场带给的环向非对称的局域靶板热流积累效应,依然是这一研究领域的未解难题。课题组通过使用环向转动的另加磁扰动场在EAST上积极开展边界局域模掌控实验研究,找到磁扰动期间靶板上的粒子流产于经常出现环向非对称的分化结构。这一结构随着转动的磁扰动场沿靶板环向实时转动,证实了这一掌控手段的有效性。

通过磁扰动谱型扫瞄,找到在维持诱导效果的情况下,还可以将分化结构的局域粒子流产于沿靶板环向做到较小范围移动。这些实验结果解释随时间变化的扰动场不利于粒子流和热流在整个靶板上的均化,防止靶板局部短路。在这一结果的基础上,课题组与美国DIII-D的研究团队合作,更进一步在DIII-D装置上积极开展了低撞击率下混合环向模数n转动磁扰动场的掌控实验。

实验找到在利用静态扰动分量保持对边界局域模诱导的同时,利用转动分量顺利构建了对靶板上热流和粒子流的均化掌控。这些研究结果对于将来磁约束核聚变装置中,利用三维磁扰动掌控靶板瞬态热负荷的涉及技术发展和物理解读具备最重要的推展起到。


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