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电子输运问题是聚变研究的关键性物理问题之一,这个问题的解决需要物理理论、数值模拟和实验物理的三者紧密结合,目前的状态是缺少必要的诊断使的丰富的理论和模拟研究的结果、争论不能被验证。本文主要介绍第一套四路宽波数二氧化碳激光相干散射诊断的研制和BT-7装置芯区密度涨落实验现象的观测,进行了初步的物理分析。
HT-7装置二氧化碳激光相干散射诊断的研制工作起始于2001年三月,2003年建立了初步的单道二氧化碳激光相干散射系统并进行了实验。根据欧美TTF2003白皮书的方向指导,2004年开始对诊断系统进行了高波数测量性能和多道系统改造。立足于国内科技的发展,重建了诊断系统,在重点基金《托卡马克芯区等离子体湍流诊断发展研究》(10335060)的支持下,通过几年的实验摸索及逐步的提高,建立了稳定的四道(4k)二氧化碳激光相干散射系统。等离子体密度涨落测量范围为k0=12-34cm-1。诊断系统稳定、可靠,有自己的特色。
我们用二氧化碳激光相干散射诊断系统的监测了HT-7装置芯区等离子体密度涨落,给出了各种等离子体参数下的芯区密度涨落概况。首次观察到微观不稳定性在低杂波实验中的强烈然爆发,直接观察到这种微观不稳定性爆发的阈值特性。进行了k谱实验,发现较低等离子体温度下的k谱满足通常的衰减规律S(k)∝k-αα=3—4。在欧姆放电的高波数密度涨落实验中,观测到二个色散关系。观察到微观不稳定性中的多模共存实验现象,在欧姆放电实验条件下,发现了较高波数的连续准相干模实验现象。初步研究了低杂波功率扫描实验中的能量输运机理。进行了多尺度相互作用的初步实验研究。给出了初步的离子伯恩斯坦波实验和两波协同实验的芯区密度涨落的概况。