科研动态
聚变与等离子体所一论文入选国际权威期刊Nuclear Fusion月最受读者欢迎论文

近日,聚变与等离子体所陈忠勇等人的论文“J-TEXT托卡马克上共振磁扰动增强逃逸电子产额”(Enhancement of runaway production by resonant magnetic perturbation on J-TEXT) (2016 Nucl. Fusion (Letter) 56 074001 )被核聚变领域的国际权威期刊Nuclear Fusion列为2016年7月最受读者欢迎的论文(Most read)之一。

等离子体破裂缓解是实现托卡马克磁约束聚变能源的关键科学问题之一。大量气体注入在一定程度了缓解了等离子体破裂期间的热沉积和电磁力,但在逃逸电子抑制方面遇到了瓶颈。逃逸电子的控制和抑制是当前等离子体破裂缓解的首要任务。国际上提出了利用共振磁扰动抑制等离子体破裂产生的逃逸电子。该方法主要利用共振磁扰动增强逃逸电子的输运损失,从而抑制逃逸电子的雪崩增长。国际上几个著名装置均开展了该方面的工作,但这些实验数据离散大,显示共振磁扰动抑制逃逸电子有很大的不确定性。

陈忠勇等人借助于J-TEXT托卡马克先进的扰动场系统研究了共振磁扰动(m/n=2/1)与逃逸电子的相互作用。该实验利用大量氩气注入形成稳定的逃逸电流平台,逃逸电流平台转换效率(IRE/Ip)约50%。研究发现在较弱的2/1共振磁扰动下,逃逸电子被部分抑制,逃逸电流平台转换效率约30%;当2/1模式扰动场足够强,等离子体热猝灭后会在等离子体芯部形成磁岛,磁岛区域的逃逸电子种子具有良好的约束,损失率降低,从而被雪崩效应放大导致更强的逃逸电子产额,逃逸电流转化效率可高达80%。实验结果与NIMROD模拟结果一致。该结果揭示了共振磁扰动与逃逸电子相互作用的新区间:共振磁扰动形成磁岛改善逃逸电子种子约束从而增强逃逸电子产额。该论文提出了针对新的作用区间提出了的合理解释与新的观点,受到了国内外同行的广泛关注。这篇论文还讨论了共振磁扰动缓解边界局域模可能会对等离子体破裂下逃逸电子的产生和抑制产生影响。对下一代装置上逃逸电子的抑制和控制具有重要参考意义。


该工作得到了扰动场组以及J-TEXT团队的大力支持,在此表示感谢!

相关链接:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0029-5515/56/7/074001


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