分子束注入HL-1M装置等离子体的行为

摘要

正 一种新的气体加料方法——分子束注入,在HL-1M装置上进行了实验。脉冲高速分子束是由高压气体通过拉瓦尔（Laval）喷口形成的。准直的氢分子束平均速度约为500m·s-1。一个分子束脉冲通过拉瓦尔喷口进入真空室的粒子数为6×1019个。一系列氦分子束脉冲注入HL-1M低密度(（?）=4×1018m-3)氢等离子体,氦粒子穿透深度可达到12cm,电子密度上升率达到3.1×10-20m-3·s-1而始终保持稳态,密度峰值为5.6×1019m-3。在氦分子束脉冲注入后100ms,电子密度剖面峰化因子达到最大值Q_n=n_e（O）/〈n_e〉=1.51,其中,n_e（O）为中心密度,〈n_e〉为体平均密度。由反磁测量得出能量约束时间τ_E为28ms,较在相同运行条件下常规喷气加料高30％。分子束加料τ_E的改善和Q_n值的增加可与HL-1M装置的小弹丸注入和ASDEX装置[Kaufmann M et al,Nucl.Fusion 28（1988）827]的低速弹丸注入结果相比拟。除了氦的同位素效应之外,粒子注入的深度引起密度剖面峰化是约束改善的重要因素。因为在HL-1M装置常规喷气加料的Q_n值仅为1.4。分子束加料后的粒子约束时间比加料前高6倍。