充气缓解破裂的实验研究

卢洪伟 周瑞杰 胡立群 凌必利高能粒子行为研究小组

2010-01-23

研究意义• Disruptions• ITPA: MHD Stability Topical Group MDC-1 （ Disruption mitigation by

massive gas injets).

• Runaway electrons• ITPA:MHD Stability Topical Group MDC-16 （ Runaway electron

generation, confinement, and loss)

(1) 研究破裂阶段的逃逸电子行为 (2) 用逃逸电流缓解等离子体电流的下降率，缓

解破裂对装置造成的损害（改变水平位移产生破裂）。

(3) 冲入惰性气体（部分已做） [He; Ar(5%,10%,20%)+D2], 寻求缓解破裂对装

置造成的损害，减轻破裂下逃逸电子的抑制方法。

研究内容

国外相关研究的调研

Plasma sustained by RE in JET

(V. V. Plyusnin, NF 2006)

Plasma sustained by RE with LHCD on FTU (J.R. Martin-Solis et al., PRL 2006)

HT-7 上初步的实验结果

通过改变水平位移产生破裂。

本次提案的目的之一是：补充以前数据所缺的内容，主要是相应的能谱数据。

• Resonant Magnetic Perturbations

• Electron Cyclotron Heating

• Lower Hybrid Current Drive

• massive gas injection (MGI has an advantage

that it can also mitigate heat loads and halo

currents)

The suppression of runaways :

Modelling of the current quench.

(a)5.3* 1021 atom of argen

(b)20.9* 1021 atom of argen

Experiments in TEXTOR(PPCF)

5.3* 1021 atom of argen 20.9* 1021 atom of argen

Experimental results in TEXTOR

• As the number of injected argon atoms is increased beyond about (14±2)×1021 the plateau disappears.

• Both the low and high energy (>10MeV) runaway electrons are suppressed if the number of the atoms exceeds about (14±2)×1021.

Experimental arrangement

OH: Ip=100,150 kA

ne=0.8,1.0,1.5×1013 cm-3

ITF=4000 A

1. change the horizontal position to produce disruption. （未做）

2. Programmed massive gas injection with and without LHCD. （部分已做）

LH: Ip=100,150 kA

ne= 0.8,1.0,1.5 ×1013 cm-3

ITF=4000 A

PLHW=150,250,350 kW

OH: Ip=100,120,150 kA

ne=2.0×1013 cm-3

ITF=4000 A

LH: Ip=100,120,150 kA

ne= 2.0×1013 cm-3

ITF=4000 A

PLHW=250 kW

* Ip should be programme-controlled

[He; Ar(5%,10%,20%)+D2], The number of injected atoms was (0.3-4.8)*1021

初步的实验结果

#110246 充入氩气的脉冲时间长度 50ms ，而 #110247 充入氩气的脉冲时间长度是 70ms 。从实验结果可以看出， #110246 的等离子体电流的下降率小于 #110247 ，较小的等离子体电流下降率可以延长装置第一壁上热负荷的时间，从而减小热负荷的能量密度，减小对第一壁材料的损伤。

说明 1. 由于充气阀门的充气速率太小，因此不能适

合实验提案的充气速率要求。需要发展更快的充气阀门才可以进行相关的实验研究。

2. 由于放电时间的限制，尚有一些研究内容没有进行，希望在以后的实验中可以对此进行更加详细的研究。

3. 本实验提案也取得的一些初步的实验结果。

谢谢！