托卡馬克等離子體中逃逸電子動理學(xué)的試驗研究課件

周瑞杰導(dǎo)師：胡立群（研究員）托卡馬克等離子體中逃逸電子動理學(xué)的實驗研究

周瑞杰托卡馬克等離子體中逃逸電子動理學(xué)的實驗研究1報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；2基本理論等離子體中的電子會受到電場力的加速作用，同時也受到因與其它電子和離子碰撞而產(chǎn)生的阻尼力。當(dāng)>時，電子被持續(xù)加速而轉(zhuǎn)化為逃逸電子。(初級產(chǎn)生機制)已經(jīng)存在的逃逸電子通過次級雪崩過程產(chǎn)生更多的逃逸電子。（初級產(chǎn)生機制）電子逃逸是托卡馬克等離子體中一種普遍的現(xiàn)象。等離子體破裂或者低密度放電通常都會帶來高通量的逃逸電子?；纠碚摰入x子體中的電子會受到電場力的加速作用，同時也受到因3報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；4研究意義1.逃逸電子可以看成是無碰撞的，它可以作為探針來研究托卡馬克中的非碰撞輸運，例如利用逃逸電子的輸運行為可以為研究等離子體的磁漲落提供依據(jù)。2.逃逸電子能攜帶一部分等離子體電流，它會影響到等離子體的行為。逃逸電子可以和波發(fā)生相互作用，并能激發(fā)一些等離子體不穩(wěn)定性。3.流失出去的高能逃逸電子會局域地轟擊裝置的第一壁材料，損傷材料的性能和壽命，特別是在等離子體破裂時。我們有必要對逃逸電子的產(chǎn)生、加速和損失過程進行研究，并尋求診斷、利用及抑制逃逸電子的方法。研究意義1.逃逸電子可以看成是無碰撞的，它可以作為探針來研5報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；6選題內(nèi)容1.逃逸電子的產(chǎn)生機制、能量分布以及診斷逃逸電子的可行探測手段。2.逃逸電子的兩種產(chǎn)生機制在不同放電條件和放電階段的不同作用效果。3．低雜波電流驅(qū)動下剩余環(huán)電壓對逃逸電子的作用效果。4．利用低雜波、磁場波紋共振或通過注入惰性氣體等方法來尋求抑制逃逸電子可行手段。()選題內(nèi)容1.逃逸電子的產(chǎn)生機制、能量分布以及診斷逃逸電子的7Suppressionofrunaways

1.Electroncyclotronheating(ECRH)2.Lowerhybridcurrentdrive(LHCD)3.Massivegasinjection(MGI)4.Resonantmagneticperturbations(RMP)Suppressionofrunaways

1.Ele8Lowerhybridcurrentdrive(LHCD)1.低雜波在0.44s注入；2.環(huán)電壓由1.52V降到0.14V；3.FEB保持在一個較高的水平；4.HXR信號明顯減弱；5.中子信號減弱。FEBHXR(前向）HXR(背向）中子信號Lowerhybridcurrentdrive(LH91.高能逃逸電子和低能逃逸電子都被抑制；2.低雜波對高能逃逸電子的抑制效果更顯著。Z.Y.Chenetal，DynamicsofrunawayelectronsinlowerhybridcurrentdriveplasmasintheHT-7tokamak，（2006）1.高能逃逸電子和低能逃逸電子都被抑制；Z.Y.Chene10Massivegasinjection(MGI)ExperimentsinTEXTORInjectionofatomsofargon(correspondto50timestheelectroncontent)Massivegasinjection(MGI)Exp11Injectionofatomsofargon(correspondto200timestheplasmaelectroncontent)Argoninjectioncancausethegenerationofrunawayscarryingup.Disruptionscausedbyargoninjectionfinallybecomerunawayfreeforverylargenumbersofinjectedatoms(about140timestheplasmaelectroncontent)Disruptionstriggeredbyinjectionsofdeuterium,heliumorofmixtureofargonwithdeuteriumarerunawayfree.SABozhenkovetal,GenerationandsuppressionofrunawayelectronsindisruptionmitigationexperimentsinTEXTOR,(2008)Injectionof12TEXTOROhmicdischarge:

Theperturbationfieldisproducedbythecoilsofthedynamicergodicdivertor(DED)LehnenMetal,SuppressionofrunawayelectronsbyresonantmagneticperturbationsinTEXTORdisruptions,(2008)TEXTOROhmicdischarge:Lehnen13報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；14診斷系統(tǒng)1.逃逸電子能譜診斷系統(tǒng)測量逃逸電子損失到第一壁上發(fā)生的厚靶韌致輻射，能量范圍幾十keV到幾十MeV，是硬X射線。（30keV-15MeV）2.逃逸電子陣列診斷系統(tǒng)測量逃逸電子在小截面的輸運，分布，時間演化信息。（0.5-5MeV）3.逃逸電子紅外HgCdTe探測器診斷系統(tǒng)測量芯部高能（大于20MeV）逃逸電子的同步輻射，能量在中紅外范圍。診斷系統(tǒng)1.逃逸電子能譜診斷系統(tǒng)15能譜診斷系統(tǒng)硬X射線能譜診斷系統(tǒng)示意圖硬X射線能譜診斷系統(tǒng)位置示意圖能譜診斷系統(tǒng)硬X射線能譜診斷系統(tǒng)示意圖硬X射線能譜診斷系統(tǒng)位16水平硬X射線陣列系統(tǒng)觀測方向：垂直觀測等離子體下半空間使用探測器：NaI陣列道數(shù)：6道空間分辨：6-8cm水平硬X射線陣列系統(tǒng)觀測方向：垂直觀測等離子體17紅外探測器診斷系統(tǒng)紅外探測器診斷系統(tǒng)18報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；19已做工作1.熟悉HT-7和EAST裝置，主要掌握整套逃逸電子診斷系統(tǒng)。2.查閱相關(guān)的專業(yè)文獻。3.跟隨師兄做HT-7實驗題案。已做工作20主要參考文獻1.陳忠勇，HT-7低雜波電流驅(qū)動以及高能電子動力學(xué)的實驗研究，博士論文，中科院等離子體物理研究所（2006）2.R.Jaspers,Relativisticrunawayelectronsintokamakplasmas,PhDthesis,EindhovenUniversityofTechnology,Netherlands,(1995)3.Z.Y.Chenetal，DynamicsofrunawayelectronsinlowerhybridcurrentdriveplasmasintheHT-7tokamak，PlasmaPhys.Control.Fusion481489–994.SABozhenkovetal,GenerationandsuppressionofrunawayelectronsindisruptionmitigationexperimentsinTEXTOR,PlasmaPhys.Control.Fusion50(2008)105007(18pp)5.LehnenMetal,SuppressionofrunawayelectronsbyresonantmagneticperturbationsinTEXTORdisruptions,Phys.Rev.Lett.100255003主要參考文獻1.陳忠勇，HT-7低雜波電流驅(qū)動以及高能電子21謝謝！謝謝！22周瑞杰導(dǎo)師：胡立群（研究員）托卡馬克等離子體中逃逸電子動理學(xué)的實驗研究

周瑞杰托卡馬克等離子體中逃逸電子動理學(xué)的實驗研究23報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；24基本理論等離子體中的電子會受到電場力的加速作用，同時也受到因與其它電子和離子碰撞而產(chǎn)生的阻尼力。當(dāng)>時，電子被持續(xù)加速而轉(zhuǎn)化為逃逸電子。(初級產(chǎn)生機制)已經(jīng)存在的逃逸電子通過次級雪崩過程產(chǎn)生更多的逃逸電子。（初級產(chǎn)生機制）電子逃逸是托卡馬克等離子體中一種普遍的現(xiàn)象。等離子體破裂或者低密度放電通常都會帶來高通量的逃逸電子?；纠碚摰入x子體中的電子會受到電場力的加速作用，同時也受到因25報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；26研究意義1.逃逸電子可以看成是無碰撞的，它可以作為探針來研究托卡馬克中的非碰撞輸運，例如利用逃逸電子的輸運行為可以為研究等離子體的磁漲落提供依據(jù)。2.逃逸電子能攜帶一部分等離子體電流，它會影響到等離子體的行為。逃逸電子可以和波發(fā)生相互作用，并能激發(fā)一些等離子體不穩(wěn)定性。3.流失出去的高能逃逸電子會局域地轟擊裝置的第一壁材料，損傷材料的性能和壽命，特別是在等離子體破裂時。我們有必要對逃逸電子的產(chǎn)生、加速和損失過程進行研究，并尋求診斷、利用及抑制逃逸電子的方法。研究意義1.逃逸電子可以看成是無碰撞的，它可以作為探針來研27報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；28選題內(nèi)容1.逃逸電子的產(chǎn)生機制、能量分布以及診斷逃逸電子的可行探測手段。2.逃逸電子的兩種產(chǎn)生機制在不同放電條件和放電階段的不同作用效果。3．低雜波電流驅(qū)動下剩余環(huán)電壓對逃逸電子的作用效果。4．利用低雜波、磁場波紋共振或通過注入惰性氣體等方法來尋求抑制逃逸電子可行手段。()選題內(nèi)容1.逃逸電子的產(chǎn)生機制、能量分布以及診斷逃逸電子的29Suppressionofrunaways

1.Electroncyclotronheating(ECRH)2.Lowerhybridcurrentdrive(LHCD)3.Massivegasinjection(MGI)4.Resonantmagneticperturbations(RMP)Suppressionofrunaways

1.Ele30Lowerhybridcurrentdrive(LHCD)1.低雜波在0.44s注入；2.環(huán)電壓由1.52V降到0.14V；3.FEB保持在一個較高的水平；4.HXR信號明顯減弱；5.中子信號減弱。FEBHXR(前向）HXR(背向）中子信號Lowerhybridcurrentdrive(LH311.高能逃逸電子和低能逃逸電子都被抑制；2.低雜波對高能逃逸電子的抑制效果更顯著。Z.Y.Chenetal，DynamicsofrunawayelectronsinlowerhybridcurrentdriveplasmasintheHT-7tokamak，（2006）1.高能逃逸電子和低能逃逸電子都被抑制；Z.Y.Chene32Massivegasinjection(MGI)ExperimentsinTEXTORInjectionofatomsofargon(correspondto50timestheelectroncontent)Massivegasinjection(MGI)Exp33Injectionofatomsofargon(correspondto200timestheplasmaelectroncontent)Argoninjectioncancausethegenerationofrunawayscarryingup.Disruptionscausedbyargoninjectionfinallybecomerunawayfreeforverylargenumbersofinjectedatoms(about140timestheplasmaelectroncontent)Disruptionstriggeredbyinjectionsofdeuterium,heliumorofmixtureofargonwithdeuteriumarerunawayfree.SABozhenkovetal,GenerationandsuppressionofrunawayelectronsindisruptionmitigationexperimentsinTEXTOR,(2008)Injectionof34TEXTOROhmicdischarge:

Theperturbationfieldisproducedbythecoilsofthedynamicergodicdivertor(DED)LehnenMetal,SuppressionofrunawayelectronsbyresonantmagneticperturbationsinTEXTORdisruptions,(2008)TEXTOROhmicdischarge:Lehnen35報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.

基本理論；36診斷系統(tǒng)1.逃逸電子能譜診斷系統(tǒng)測量逃逸電子損失到第一壁上發(fā)生的厚靶韌致輻射，能量范圍幾十keV到幾十MeV，是硬X射線。（30keV-15MeV）2.逃逸電子陣列診斷系統(tǒng)測量逃逸電子在小截面的輸運，分布，時間演化信息。（0.5-5MeV）3.逃逸電子紅外HgCdTe探測器診斷系統(tǒng)測量芯部高能（大于20MeV）逃逸電子的同步輻射，能量在中紅外范圍。診斷系統(tǒng)1.逃逸電子能譜診斷系統(tǒng)37能譜診斷系統(tǒng)硬X射線能譜診斷系統(tǒng)示意圖硬X射線能譜診斷系統(tǒng)位置示意圖能譜診斷系統(tǒng)硬X射線能譜診斷系統(tǒng)示意圖硬X射線能譜診斷系統(tǒng)位38水平硬X射線陣列系統(tǒng)觀測方向：垂直觀測等離子體下半空間使用探測器：NaI陣列道數(shù)：6道空間分辨：6-8cm水平硬X射線陣列系統(tǒng)觀測方向：垂直觀測等離子體39紅外探測器診斷系統(tǒng)紅外探測器診斷系統(tǒng)40報告內(nèi)容1.

基本理論；2.研究意義；3.選題內(nèi)容；4.現(xiàn)有診斷系統(tǒng)；5.已做工作。報告內(nèi)容1.