EAST偏滤器位形下杂质行为和屏蔽效应的实验研究

该项目主要用等离子体光谱测量的研究方法在EAST超导托卡马克上利用边界充气和对偏滤器抽气等手段研究EAST托卡马克偏滤器等离子体中杂质产生和偏滤器对杂质粒子的屏蔽效应，探索杂质控制对等离子体总体约束性能改善的影响。利用在不同的边界充气口和在不同的偏滤器内充气口分别充入氘气和特定比例的掺杂（甲烷等）混合氘气，并用内置式低温泵对偏滤器抽气等外部条件的调控来改变等离子体的边界条件从而寻找出对芯部等离子体约束改善的影响条件和影响机制，寻找出偏滤器稳态运行模式下的杂质控制的有效方法，为EAST稳态高性能运行的实现提供保障。同时利用SOLPS/B2-EIRENE数值模拟程序来对实验结果进行数值模拟，获取一些对国际热核实验堆（ITER）实验有参考价值的基础数据，为先进稳态的托卡马克运行模式的掌握和发展打下基础。

在EAST 上发展了用于偏滤器杂质屏蔽和辐射偏滤器研究用的多功能充气系统和相关的等离子体诊断，进行了EAST上的偏滤器杂质屏蔽和辐射偏滤器实验研究，获得了L模和H模下偏滤器对杂质屏蔽的基本特性和与等离子体参数的关系，获得了L模下的脱靶等离子体和ELMy H模条件下，通过充氩气可以改变ELM的频率和幅值的实验结果。在HT-7托卡马克上开展了氖气注入实验，通过产生辐射边界层效应成功地获得了Radiative Improve Mode (IR模) 高性能等离子体。同时我们还在HT-7和EAST装置上开展了有效电核数和杂质行为的实验研究工作，发展了EAST上的有效电荷数诊断并获得了衡量杂质水平的有效电荷数，通过测量到的轫致辐射和有效电荷数我们计算出了电子密度，可以对远红外测量的电子密度进行补充修正。最后在2013年进一步升级改建了偏滤器充气系统，并对新的充气系统进行了全面的台面测试，结果表明新系统的响应时间已减少到以前的一半。为今后的偏滤器充气实验研究做好了准备。