托卡马克自举电流成分的实验研究

鉴于球形托卡马克具有天然高比压因而较易形成自举电流的特点，在SUNIST球形托卡马克上进行阿尔芬电流波驱动条件下实验探索产生自举电流的可能性。在HL-2A装置LHCD+ECCD协同实验条件下，观察出现自举电流的条件及其占总电流的比例，探索提高自举电流的途径，以期为今后大装置实现大比例自举电流运行积累经验。具体内容包括：在SUNIST上通过探针（磁探针和静电探针）测量电子温度、密度和极向磁场B的径向分布，实验估计自举电流大小，并与常规的功率平衡方法结果进行比较，探索实测的可行性；利用HL-2A的实验、诊断条件，观察ECCD与LHCD不同投入时间、投入功率对产生自举电流的影响，搞清楚双波协同作用的非线性电流驱动机制，以及两支波在提高自举电流比例中的作用。

本课题主要是SUNIST上的实验研究。具体目标包括：改造SUNIST原有的阿尔芬波射频功率源和发射天线，实现频率连续可调、相位可控，输入功率可调；通过加热场和垂直场供电模式改造和增添新的诊断设备，完成放电等离子体电流波驱动运行的必要准备（这两项并非本课题主要任务，但属本课题支持内容和任务实施的前提条件）；在此基础上利用独立设计加工的组合探针系统对等离子体参数及其径向梯度的径向分布进行测量，利用理论公式对可能的自举电流成分比例进行估计。.完成情况：阿芬波波源系统改造已完成并进行了波功率输出测试，但对等离子体电流的驱动效率等实验尚未系统进行，对欧姆加热场和垂直场的改造已完成并付诸实施，组合探针等诊断设备就绪，并在欧姆放电条件下进行了实测，效果良好，取得了部分实验数据。在此过程中完成了两名本科生的毕业设计。