J-TEXT上基于高速相機(jī)研究MGI產(chǎn)生的冷前鋒傳播過程.pdf

1、目前針對所有破裂所帶來的消極影響，主要的破裂緩解手段有彈丸注入、大量雜質(zhì)氣體注入（Massive Gas Injection-MGI）以及外加磁擾動（External Magnetic Perturbation-EMP）。彈丸注入可以減少熱沉積和電磁力，但會促使產(chǎn)生逃逸電子，產(chǎn)生消極作用。外加磁擾動僅對抑制逃逸電子起作用，對熱沉積和電磁力的緩解沒有明顯的作用。而MGI可以同時有效緩解熱沉積、暈電流，以及抑制部分逃逸電子，因此它是極具研究

2、意義的破裂緩解手段之一。如果要完全抑制逃逸電子，需向裝置中注入約為等離子體幾百倍的原子。這相當(dāng)于對真空系統(tǒng)以及部分診斷系統(tǒng)提出了更高的要求。如何提高雜質(zhì)氣體與等離子體的混合效率以及將氣體注入至等離子體芯部是 MGI實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵的研究課題。由此可知，研究 MGI實(shí)驗(yàn)中冷前鋒傳播機(jī)制對實(shí)現(xiàn)上述目的具有非常重要的意義。
　　各個實(shí)驗(yàn)中均發(fā)現(xiàn)氣體注入深度受到一定的限制，幾個裝置上的實(shí)驗(yàn)表明注入的氣體僅穿透到q＝2面附近，無法達(dá)到等離子體芯

3、部。有效的穿透是實(shí)現(xiàn)破裂緩解的關(guān)鍵。如果氣體可以注入到等離子體芯部，適量的氣體注入就可以實(shí)現(xiàn)逃逸抑制，從而減少M(fèi)GI方案中氣體的注入量。因此，有必要研究氣體形成的冷前鋒傳播過程及其與q＝2面的相互作用，探索優(yōu)化混和效率以及注入深度。
　　在J-TEXT實(shí)驗(yàn)裝置上，我們利用大量氣體注入系統(tǒng)向裝置內(nèi)注氣，完成等離子體的快速關(guān)斷。同時利用高速相機(jī)拍攝記錄整個關(guān)斷過程。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，找出影響冷前鋒傳播的主要因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無