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.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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:Ip127KA,Ne(0)1.36x10,13,cm,-3,Bt(0)1.83T,；,P,LH,141KW and P,IBW,150KW,ASIPP,HT-7,由,SVD,分析：,r,s,10.25cm.,先兆模振荡周期约,0.217ms,振荡半径：,r,1,4.50cm,.,前,3,个本征值对信号的贡献,3 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)1.97x10,13,cm,-3,a,toroidal,magnetic field at the plasma centre of Bt(0)1.82T,P,LH,250KW and P,IBW,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,990.304ms,990.17ms,990.330ms,990.343ms,990.356ms,990.369ms,990.382ms,990.395ms,990.408ms,在一个,MHD,振荡周期内的,SX,反演图象（,t=990.304ms990.460ms,.,）,990.421ms,990.434ms,990.447ms,990.460ms,ASIPP,HT-7,1.“MHD”,磁面特征：,a:,组成成分；,b:,稳定；,c:,逆磁旋转,2.,稳定因素：,a:,整体的高频旋转；,b:,第二磁轴形成；,c:,冷泡处于较小阶段，热芯距内破裂临界值很远,3.,当等离子体密度从锯齿区再升高时,等体辐射损失,中心加热作用,当密度高到一定的程度时,中心,加热功率,=,损失功率,失去中心加热作用,从而形成,MHD,振荡,ASIPP,HT-7,五：总结,利用软,X,射线反演系统对,HT-7,托卡马克等离子体中的锯齿和,MHD,放电区的磁面结构进行了研究；从,SX,重建的图象表明，在锯齿振荡发展的后期由弯月型“热芯”和圆型“冷泡”组成的磁面结构基本符合,Wesson,模型；在,HT-7,托卡马克放电区结构研究中出现的重要现象之一是当等离子体密度逐渐升高时，等离子体辐射损失增大，逐渐失去中心加热作用，从而使锯齿型振荡转变成,MHD,振荡型放电。,MHD,振荡区的磁面特点：,MHD,振荡区有比较稳定的磁面结构，它由偏移到,q=1,面附近的月牙型“热芯”与相对的圆型“冷泡”两部分组成；整个磁面沿着电子逆磁方向极向旋转，旋转频率等于,MHD,振荡频率。,ASIPP,HT-7,谢谢大家！,