大螺旋装置中中性束注入加热的长脉冲放电的等离子体特征

摘要

在大螺旋装置（LHD）中已实现了长脉冲中性束注入加热，在长脉冲等离子体的不同平均密度下观察到两种不同的约束状态，在0.6MW的注入功率下准稳态等离子体持续了2ls，其中中心等离子体温度约为1keV，线平均电子密度为0.3×10∧19m∧-3,放电持续时间如此延长， 但仍能维持短脉冲放电的等离子体性能。能量约束时间几乎与短脉冲放电的 能量约束时间相同，它是国际仿星器定标ISS95的1.3倍，在较高密度情况下观察到张弛振荡现象，仿佛等离子体会呼吸似的，此振荡持续20s，其周期为1-2s。这种现象的特征是电子温度的分布扩展和收缩。密度振荡与温度振荡异相，并且与密度钳制现象有关，本文详细说明在呼吸振荡现象下所观察到的等离子体性能。根据最后闭合磁面附近的屏蔽效应以及加热功率和辐射功率之间的功率平衡，也讨论了呼吸振荡的可能机理，长脉冲加热结果表明LHD的独有特征，在LHD上由于无破裂和不需要电流驱动，所以不需要特殊的反馈致稳。