垂直不稳定性调研VDEs课件.ppt

1、1HALO电流调研 陈大龙陈大龙 2011 12.22自然现场月晕CCD上观察到的晕电流（halo current）shot:36790背景what is halo?3 报告内容 halo电流产生机制调研（1）垂直不稳定性的研究（2）halo电流的描述 各大型托卡马克中halo电流研究的调研（JET、ASDEX-U、JT-60U）（待完成）EAST装置中halo电流的测量（halo罗柯线圈的分布、CCD上观察到halo电流、Eastscope上有关halo电流的信号）下一步工作4（1）垂直不稳定性调研（）垂直不稳定性调研（VDEs）二维模型下等离子体平衡（二维模型下等离子体平衡（R、Z方向）方

2、向）R方向的平衡 的方向总是指向真空室内壁RFZRR方向0ezRBJFjezB垂直场只要是通过PF11、PF12、PF13、PF14提供的（这四个线圈的电流都是与等离子体电流方向反向）ZRFzFz这个 场主要是后面的快控线圈IC1、IC2提供的，其他线圈虽然也有提供，但是响应时间尺度太大eprBZ方向的平衡5 稳定的位形（垂直方向是稳定的）不稳定的位形（垂直方向是不稳定的）两种等离子体位形参考文献：钱金平。EAST平衡反演与垂直不稳定性研究6Halo电流在t=6.265 s 时开始出发，在等离子体未碰壁之前都是在SOL中流动，在t=6.286 s时halo电流达到最大（2）Halo电流的描述电

3、流的描述Halo电流的驱动机制是电压，由于垂直不稳定性（dZj/dt），导致环向磁通量和极向磁通量的改变+环向等离子体电流的熄灭(dIp/dt）Halo电流从SOL(刮壳层)流出，当等离子体接触偏滤器时，电流从内靶板进入，经过DOME,从外靶板流出，再回到SOL（刮壳层），形成回路。halo电流是成螺旋状的(极向、环向都有电流)VDEs halo电流Y.Neyatani et.al Characteristics of Halo Current in JT-60U MAX7热量熄灭过程中，Te：1-1.8 keV迅速降低到20-50 eV .在随后的Ip熄灭过程中,Te 基本都是10 eV,1

4、 ms之后halo current 达到最大等离子电流增大,由于急速改变内部电感磁力线重连事件(Plasma current increases due to rapid reconnection events changing internal inductance)?Ip:等离子体电流 Ih:halo电流 Eth:热能 Zcurr:垂直位移中等离子体电流中心的电流Y.Neyatani et.al Characteristics of Halo Current in JT-60UG.Pautasso et al.The halo current in ASDEX Upgrade热量熄 灭 电

5、流熄灭 Halo电流产生 最大 thermal quench current quench三次放电，不同炮中的Te8TPF=环向最大的halo电流/环向平均halo电流JT-60U上TPF是通过6个窗口内靶板上的罗柯线圈测出来的，与Ip0关系不大(3.6 at 1.0 MA,3.2 at 1.8 MA)Nuclear Fusion,Vol.39,No.4TPF:1.4 3.6EAST:2Nucl.Fusion V.39/NO.12,1999halo电流的危害（电磁力的估计）TPF?工程上为了估算电磁力时引进的kNLBITPFFTPhalo361015.3102175.0)1(75.09 Hal

6、o电流从等离子体流向第一壁，和环向场左右产生一个 的 力JET石墨瓦脱落及其固定轨道变形；Alcator C-MOD和JT-60等装置上发现面临等离子体第一壁部件固定螺栓弯曲、瓦片破损和真空室壳体的局部变形。BJ 10处理halo电流现有对策 1 通过粒子注入丸的方法(强辐射)去减少等离子体破裂的发生及halo电流的产生；(JT-60U、ASDEX-U、DIII-D、JET)2 采用预测量的方法，通过判断VDE发生的前兆，使得等离子体的拉长比（k）变小。11HALO电流的减小与避免电流的减小与避免JT-60U JT-60U是充氖气，从图中可以发现 从0.3降到0.12（其实Ih降低了2.5倍，

7、TPF没多大变化）phIITPF Y.Neyatani et al Characteristics of Halo Current in JT-60U12HALO电流的减小与避免电流的减小与避免JETVDEs 的发生是通过向上的一个力同时关闭快控电源红线表示的是没有充气时候的VDEs,蓝线表示的是在能量熄灭期间，通过DMV窗口向等离子体充有Ar/D2 混合气体，压强是 3.2 MPa（32个标压）结果可以发现halo电流减小了一半（未充气时halo电流400KA，充气后是200KA）M.Lehnen.et al Disruption Mitigation by Massive Gas Injection in JET13EAST上上halo电流的研究电流的研究 Rogowski线圈测量 4组*8个罗柯/组，共32个罗柯 信号名：Haloik1nhaloik8n,halono1nhalono8n,Halobc1nhalobc8n,halofg1nhalofg8n.14 EAST装置halo电流的观察 36790炮17谢谢