ht-7 2004 年春季实验 安排和研究主线
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HT-7 2004 年春季实验 安排和研究主线. 万宝年 2004.4.2. 装置运行和实验人员. 运行组: (七和十室每组各加一人参于实验记录) 一组: 龚先祖 ,王华忠,揭银先,徐玉存,陈忠勇,黄娟,张晓卿 二组: 胡立群 ,沈飙,李亚东,林士耀,周倩,程永飞,孙友文 三组: 赵君煜 ,吴振伟,朱玉宝,凌必利,朗芳,童兴德,高丽,丁永华 物理组: ( 十室和其它有兴趣的人员) 稳态组: 张晓东 ,罗家融,单家方,匡光力。。。 约束组: 高翔 ,丁伯江,朱玉宝,吴振伟,赵燕平,赵君煜,陈忠勇,揭银先,周倩。。。 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
HT-7 2004 年春季实验安排和研究主线
万宝年 2004.4.22004.4.2
装置运行和实验人员运行组: (七和十室每组各加一人参于实验记录)一组:龚先祖,王华忠,揭银先,徐玉存,陈忠勇,黄娟,张晓卿二组:胡立群,沈飙,李亚东,林士耀,周倩,程永飞,孙友文三组:赵君煜,吴振伟,朱玉宝,凌必利,朗芳,童兴德,高丽,丁永华 物理组: (十室和其它有兴趣的人员)稳态组:张晓东,罗家融,单家方,匡光力。。。约束组:高翔,丁伯江,朱玉宝,吴振伟,赵燕平,赵君煜,陈忠勇,揭
银先,周倩。。。MHD 组:王少杰,毛剑珊,胡立群,沈飙,孙友文。。。PSI 组:杨愚,龚先祖,胡建生,王小明,李建刚。。。边界组:万宝年,徐国盛,凌必利,兰涛,黄娟。。。
装置运行• 固定运行组,每天一组。组长安排实验记录人。• 物理实验按内容分组,组长指定当天实验负责人,实验
负责人作运行和实验报告。• 工程调试阶段装置每天 24小时运行。• 实验阶段装置每天运行时间 8: 30- 22: 00,特殊实
验可延长。• 除直接影响到装置运行和实验的系统外,其它所有系统
故障均在夜间解决。• 在不影响装置和设备安全的前提下,运行参数应尽量满
足实验要求。• 运行组和物理组长有责任阻止一切可能危及人身和设备
安全的行为。• 2004 年 4月 7日(周三)开始降温,预计 11日(周
四)开始放电。降温开始,运行组每天需留人值班。• 实验初步计划到 2004 年 6月 10日,具体视天气情况。
HT-7 现有的能力
• 本轮已做的改进:• 1 、环向上下限制器,可承受温态 2MW/m2 热负
荷,总面积 1.7 平方米。在 300kW 注入功率下,可稳态运行。
• 2 、低杂波系统:天线增加了抽速,波源完善了水冷。
• 3 、全新的极向场及控制系统。• 4 、若干新诊断。• 具备了出深入的物理结果、高质量文章和向世界
第一运行长度冲击的基础。
HT-7 2004HT-7 2004 年目标年目标• 稳定重复的高参数稳态运行 30-60 秒量级 ,Ip=100-120kA,Te>1keV, ne>1.0x1019m-3
稳态 H模 (t:1000E) 的实现及机理研究 tH > 5-10s, NH98 =2, (JET:16s,JT-60U:25s)• 超长脉冲等离子体的实现; Ip >50kA, ne0>1.0x1019m-3, t = 400s• 高参数非感应电流驱动的实现及相关物理 Ip >150kA, Te >1.0keV, ne0 >2.0, Vp=0, t>5 .0s• 稳态运行运行 (vp=0,Ioh=0) 和有效加热的工程技术和物理 控制、驱动、加热、等离子体与壁相互作用最高电子温度: Te=6-8.5keV(1 亿度 ):PLHCD>0.8MW,PIBW>0.3MW,
Ip ramp down + Ne Gas puffing• 丰富的实验计划、 Task oriented.• 高质量文章的产生 .
物理目标• PSI 瞄准今年的国际会议;新限制器特性的评价;• 超长脉冲等离子体放电( 400秒),高参数长脉冲等离子体放电( Ip>100kA, ne>1x1019/m3, Te(0)>1keV, T>30s); 无加热场运行
• 高参数(约束)等离子体( Ip>100 - 200 kA, ne>1-4x1019/m3, Te(0)>1-5keV, T>1000taoE), RS 和高 li位形,边界辐射
( >1MW 注入功率)、密度极限,快电子分布与 MHD 不稳定性, MHD 不稳定性稳定化
• Zonal 流和输运,磁涨落与,边界输运垒, Omegatron
• PRL 1-2篇,邀请报告 2- 3次, SCI 20篇。
Pressure profile and confinement by IBWHT-7
Bt=1.88T, rH ~ 5cm, global heating Bt=2, rH ~ 15cm, localized heating
Off-axis LHCD in single-pass regimeHT-7
Flat and weak negative shear at Flat and weak negative shear at ~0.5~0.5
ITB at close footprint of minimum qITB at close footprint of minimum q
IIpp=210 kA, B=210 kA, BTT=2 T, n=2 T, n||||peakpeak=2.9=2.9
Current density profile control by LHCD
HT-7
Strong correlation Strong correlation between fast density between fast density profile and electron profile and electron pressure profilepressure profile
In the multi-pass regime, j profile could be controlled by the In the multi-pass regime, j profile could be controlled by the
launched LHW nlaunched LHW n||||peakpeak..
Lower Lower nn||||peak -peak - higher driven efficiency, lower performance. higher driven efficiency, lower performance.
Long pulse high performance dischargeHT-7
H89*N >1 for ~400E, ~50CR fLHCD+fBS >90%, Vp<0.1V
>30s?>30s?
Local synergy of IBW and LHCDHT-7
• Ip = 120 kA, Bt = 1.85T,
• LHCD: N|| = 2.35
• IBW: 27MHz, ~0.2
• Outer-shifted HXROuter-shifted HXR
• Weak negative shearWeak negative shear
• ITB at ITB at = 0.5~0.6 = 0.5~0.6 LHCDLHCD not improved not improved
Edge TBHT-7
Both energy and particle Both energy and particle
improvement have been observed improvement have been observed
in integrated IBW and LHCD in integrated IBW and LHCD
plasmasplasmas
Integrated high performanceHT-7
Steady state ITB was formed and sustained during LHCD and IBW
fLHCD ~ 42%, fBS~39% at 2 s
Weak negative shearWeak negative shearVp~0Vp~0 实现稳态,更长,参数更高?实现稳态,更长,参数更高?
Comparison of high performanceHT-7
Same target plasmas except for different BT IBW resonant layers
Fast electron current moves along peaks of IBW n||
更宽的运行区间( IBW: f~Bt; LHCD:n||)?
High powerHT-7
极限?更高功率和电子密度?极限?更高功率和电子密度?
Limitation of high performanceHT-7
IP=120kA, H89*N ~2.8 MHD instabilities limit higher N
快电子的贡献?能否将快电子的贡献?能否将 H89*N 做得更高?做得更高?
Current ramp-downHT-7
Ip ramp-down cause center power deposition, produce very high and peaked Te profile.
高高 llii 运行模式?更高运行模式?更高 TeTe ??时间更长(电流驰豫)?时间更长(电流驰豫)?
Long pulse discharge >60sHT-7
Pulse length was limited by recycling.
更长( >400s ?),参数更高?
Discharge w/o ohmic currentHT-7
Operation mode with shut down current in central solenoid.
真正的稳态运行!更高参数条件下研究稳态物理?
Search for zonal flows at edge
HT-7
0 100 200 300 400 500-1
0
10.0
0.301230246
(d)ion direction
k (
rad/
cm)
f ( kHz )
coherencyspectrum of Er
norm
aliz
ed AT
a.u
.
r = 0 cm
auto powerspectrum of Er
AT
cross powerspectrum of Er
a.u
.
AT
(a)
(b)
(c)
0 50 100 150 200-1
0
10.00.10.20.30.0
0.2
0.40.0
0.5
1.0
ATk
(ra
d/cm
)
f ( kHz )
ZF
electron direction
(d)no
rmal
ized coherency
AT
ATZF (c)
a.u.
cross powerspectrum of ErZF
(b)
a.u. auto power
spectrum of Er
r = -2.1 cm
noise level
(a)
0 50 100 150 200-1
0
10.0
0.2
0.40.0
0.5
1.001230
2
4
AT
k (r
ad
/cm
)
f ( kHz )
outward (e)
ZF
no
rma
lize
d
coherencyspectrum (d)
ZF
AT
AT
a.u
. cross powerspectrum (c)
a.u
. r = -1.2 cm
AT(b)
ZF
a.u
. r = -0.2 cm (a)powerspectrum
Broad band low frequency potential fluctuations withk ~ 0k
ZF ~ 1/2kAT
kri 0.06 ~ 0.1
与输运的关系、阻尼机制?与输运的关系、阻尼机制?
Sheared Flows Driven by B and E Turbulence Induced in low- plasmas
HT-7
•高条件下?约束改善条件下?
-2 -1 0 1 2 3 4
-3
-2
-1
0
1
2
3
- V elec dRs/dr total dRs/dr
( 10
8 m/s
2 )
r ( cm )
SOLEdge
ion
VBB
VVrt
V
m
r
r
0
~~~~
Neo
pm
iipm
th VVU
UR
qVV
22
0 12
1exp
2
Next goalsHT-7
breakdownHT-7
Townsend avalanche theory:Townsend avalanche theory:
=Apexp(-BpE)=Apexp(-BpE)
单位长度电离事件,单位长度电离事件, pp 中心气压,中心气压, EE 环向环向电场电场H&D: A=510 mH&D: A=510 m-1-1torrtorr-1-1, B=1.25x10, B=1.25x104 4 VmVm-1-1torrtorr-1-1
-1-1=L =L 最小连接长度最小连接长度最小击穿电场:最小击穿电场:
杂散场减小 杂散场减小 LLeffeff=a=aeffeffBBTT/B/B
杂质耗散了电子加速能量杂质耗散了电子加速能量PPinin > P > Pionion+P+Pradrad
逃逸电子:逃逸电子: E/p>2E/p>2101044VmVm-1-1torrtorr-1-1
Ip ramp-upHT-7
• growing internal MHD instability
• density limit/plasma edge radiation power balance initiated current profile peaking.
1.1. High dI/dt reduce lHigh dI/dt reduce lii
2.2. Low dI/dt raise lLow dI/dt raise lii
3.3. Strong gas puffing/impStrong gas puffing/impurity influx suppress eurity influx suppress edge currentdge current