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等离子体所在等离子体芯部湍流研究方向取得新进展
文章来源: 李恭顺、许蕾 发布时间: 2019-08-02

  近日,等离子体所张涛副研究员带领微波反射仪诊断组在EAST上观察到m/n=1/1内扭曲模引起的局域高频密度涨落现象,研究结果以“Destabilization of field-line localized density fluctuation with a 1/1 internal kink mode in the EAST tokamak”为题发表在Nuclear Fusion期刊上。

  非轴对称的磁扰动场被广泛用于托卡马克等离子体中,以控制边缘局域模等宏观不稳定性。扰动场可引起等离子体边界三维形变,并导致局域的微观不稳定性。科研人员在EAST实验中发现,托卡马克等离子体中磁流体不稳定性引起的自发三维场也会导致局域的微观不稳定性。课题组利用自研的多道相关反射仪诊断观察到,锯齿崩塌之前出现的m/n=1/1内扭曲模能够触发空间局域的高频密度涨落(100-400kHz)。此涨落的极向波数为3-5cm-1,对应极向模数m=36-60。此现象背后的物理机制是1/1内扭曲模在空间局域位置引起强的电子压强梯度,当这种局域的电子压强梯度超过一定阈值将会触发此密度涨落。该项发现有助于理解等离子体锯齿崩塌的物理机制和三维平衡下的湍流与输运。

  该研究得到了EAST团队以及合编辑的大力支撑,并且获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

  论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/ab2a42 

   

  图1:锯齿先兆振荡期间观察到的高频密度涨落

   

  图2:高频密度涨落的幅度与电子压强梯度呈正相关

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