investigation of lhcd at high density in ht-7
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Investigation of LHCD at high density in HT-7. 张磊，丁伯江，李妙辉，孔二华，单家方，刘甫坤 2011.04.20. 研究目的. 探索 HT-7 的 LHCD 密度极限及相关原因，通过优化条件改善高密度条件下的电流驱动效率，并为 EAST 及 ITER 上的 LHCD 行为提供相关的数据分析. 实验背景. 根据 Fisch 的电流驱动理论随着 ne 的增加 CD 出现下降，以往的实验表明当密度超过某个值以后电流驱动很快消失，即所谓的密度极限。 ITER 稳态运行时 ne_0.8=0.7-1*e20 。 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
HT-7HT-7
ASIPPASIPP
Investigation of LHCD at high density in HT-7
张磊，丁伯江，李妙辉，孔二华，单家方，刘甫坤
2011.04.20
HT-7HT-7
ASIPPASIPP研究目的
• 探索 HT-7 的 LHCD 密度极限及相关原因，通过优化条件改善高密度条件下的电流驱动效率，并为 EAST 及 ITER 上的 LHCD行为提供相关的数据分析
HT-7HT-7
ASIPPASIPP实验背景
• 根据 Fisch 的电流驱动理论随着 ne 的增加 CD出现下降，以往的实验表明当密度超过某个值以后电流驱动很快消失，即所谓的密度极限。
• ITER 稳态运行时 ne_0.8=0.7-1*e20 。
• 高密度下 LHCD 行为研究作为 ITPA 的一个重要课题， 2010 年在 C-Mod ， JET,TS,FTU 装置上取得重要的成果 ， EAST 成功获得 H 模后希望EAST,HT-7 也加入此课题研究。
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• 1 波的可近性条件 N//crit N//=N//crit, 慢波转化为快波，向边缘传播• 2 参量衰变不稳定性（ PDI ）模式转化，子 LH 波 N// 上移，甚至和离子发
生 damping
• 3 密度涨落引起波散射1 0ci ～
0 1-
0
密度极限的可能原因
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几个装置极限密度和 ITER 运行参数的比较
装置 RF频率（GHz） 极限密度 (10^20)
C-Mod 4.6 ne_av=1.5
JET 3.7 ne0=0.5
FTU 8 ne_av=1.3
ITER 5 ne_0.8=0.7~1.0
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C-Mod 上的高密度电流驱动实验
• 只有当 N//crit-N//laun>0.05
时，可近性条件才是关键因素。
||n
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C-Mod 上的高密度电流驱动实验
• 当电子密度大于 0.9 ，驱动效率就会偏离理论预测值 1/ne 出现急剧下降。
• 与 N// 没关系，且图中密度最大值，纵场最小值情况也满足N//crit
||n
密度极限不是由于波的可近性条件引起
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C-Mod 上的高密度电流驱动实验
• C-Mod 上 PDI 发生在 ω/ ωLH<2• 对固定纵场驱动效率为
ω/ ωLH的函数。• 对不同纵场，驱动效率
不符合 ω/ ωLH 定标。• 驱动效率为密度的函数
||n
ω/ ωLH不是引起密度极限原因
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C-Mod 上的高密度电流驱动实验
• 当密度大于1.0*10^20 ，偏滤器探针测得的电流明显上升，且电流信号强度受 LH功率的调制
出现密度极限时 LH功率主要沉积在SOL层
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ASIPPASIPPGENRAY 模拟结果
模拟结果
高密度下 LH功率因碰撞沉积在 SOL层
不考虑 SOL碰撞吸收 考虑 SOL碰撞吸收
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FTU 上的高密度电流驱动实验
• 在锂化壁条件下获得较高的边缘温度，(Te 0.2keV at ≧ r/a = 0.8) , 在反应堆量级密度下观察到LHCD 效果
表明高 Te_outer 是增强高密度下 LHCD 效果的
关键因素
高的边缘电子温度
低的边缘电子温度 1.6e20
1.7e20
1.9e20
高的边缘电子温度条件下，两种低杂波功率下 LHCD
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ASIPPASIPP计算结果
• Greenwald density: nG =Ip/πa2=6.5e19( 对 Ip=150kA)• 根据 Versator 上定标结果， 当 ω/ ωLH <2出现极限密度，计算结果表明 nlim>6.5e19
• 根据可近性条件，当N//=3.1 ， nlim=4.5e19(B 取 1.5T)
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ASIPPASIPP实验计划
• Ip=150kA,Bt ～ 2T,PLHW ～ 500Kw ， N//=1.9-3.1 ， Ne=2.0 ， 3.0 ， 4.0 *10^19 ，
1. 固定纵场，增加密度，探索 HT-7 上 LHCD 密度极限以及和边界密度涨落之间的关系；
2. 改变 N// 和纵场，研究不同密度下的 LHCD ，看密度极限是否由可近性条件决定；
3. 研究锂化对 LHCD 的影响。所需有效炮数： 24~30所需诊断 :HXR, ECE ，边界探针，及其他常规诊断
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谢谢！