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Observation of Molybdenum Emission from Impurity-Induced Long-Lived m=1 Mode on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak

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Chinese Physics Letters 2016年第6期33卷 74-76页

作者：沈永才吕波王福地石跃江吴斌李颖颖符佳万宝年 Institute of Plasma Physics Chinese Academy of Sciences School of Physics and Electronic Engineering Anqing Normal University Hefei Science Center Chinese Academy of Sciences School of Nuclear Science and Technology University of Science and Technology of China Department of Nuclear Engineering Seoul National University

We observe the spectra of molybdenum for the first time since the first wall of our experimental advanced superconducting tokamak （EAST） was changed mainly to molybdenum tiles. A large amount of molybdenum accumulated in the central plasma where the long-lived m = 1 mode instability bursts is shown. Molybdenum is proved to be the main impurity species observed during the formation and lifetime of impurity-induced long-lived m= 1 mode. This may indicate that a close relationship exists between the high-Z impurity accumulation and the occurrence of long-lived m = 1 mode in EAST plasmas.

关键词： of in is Mo EAST Observation of Molybdenum Emission from Impurity-Induced Long-Lived m ICRF mode from LHCD on

EAST全超导托卡马克高分辨率EUV光谱仪诊断系统

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核技术 2011年第8期34卷 613-617页

作者：张伟石跃江王秋平沈永才杜学维李颖颖符佳王福地吕波徐经翠何晓业中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 中国科技大学国家同步辐射实验室合肥230029

EAST全超导托卡马克装置上建立一套极紫外（EUV）光谱诊断系统,用于高温等离子体高电离态杂质线辐射研究。该系统利用1 200 l/mm凹面变线距全息光栅作为分光元件,工作波段50–500,波长分辨率△λ~0.16A（186.6A）,时间分辨为20 ms... 详细信息

EAST全超导托卡马克装置上建立一套极紫外（EUV）光谱诊断系统,用于高温等离子体高电离态杂质线辐射研究。该系统利用1 200 l/mm凹面变线距全息光栅作为分光元件,工作波段50–500,波长分辨率△λ~0.16A（186.6A）,时间分辨为20 ms,空间观测范围为0–450 mm,基本覆盖EAST全超导托卡马克的主等离子体上半空间。在EAST放电期间,利用该系统获得高波长分辨率和时间响应的杂质谱图,通过对等离子体冲氩气,利用已知波长的Ar线,对谱仪进行了初步的原位标定。

关键词：托卡马克杂质 EUV谱仪

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EAST多道运动斯塔克效应诊断光谱分析

核聚变与等离子体物理 2022年第2期42卷 244-249页

作者：余青江吕波符佳陈俊陈东李义超张洪明李颖颖王福地叶民友中国科学技术大学工程与应用物理系合肥230026 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

通过对多道运动斯塔克(MSE)系统测得的EAST等离子体中Dα谱线的拟合,获得了Stark分裂谱分量的间距,从而得到等离子体的磁场强度分布,并与线圈电流产生的磁场进行了比较,偏差约为5%。

关键词： EAST装置运动斯塔克效应诊断斯塔克分裂光谱

EAST高时空分辨极向弯晶谱仪系统的升级及初步实验结果

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核聚变与等离子体物理 2018年第3期38卷 275-280页

作者：胡睿佶陈俊王福地吕波张洪明李颖颖符佳石跃江万宝年叶民友中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 首尔国立大学核工程系

为了拓宽等离子体参数测量范围,对EAST极向弯晶谱仪(PXCS)进行了升级改造。配合高通量大面积水冷固体探测器,提高了极向弯晶谱仪系统的光子计数率、时间分辨率、空间探测范围以及长时间运行稳定性,并在EAST装置上成功运行。实验结果表明... 详细信息

为了拓宽等离子体参数测量范围,对EAST极向弯晶谱仪(PXCS)进行了升级改造。配合高通量大面积水冷固体探测器,提高了极向弯晶谱仪系统的光子计数率、时间分辨率、空间探测范围以及长时间运行稳定性,并在EAST装置上成功运行。实验结果表明,升级后的谱仪获得了高信噪比的类氦氩离子的母线及其一系列伴线谱,通过光谱拟合分析给出了等离子体温度时间演化及其剖面信息,测量结果与切向弯晶谱仪的数据一致,验证了极向弯晶谱仪的升级结果和数据测量的可靠性,并且在EAST长脉冲实验运行也能够稳定地提供全时间的参数分布。

关键词：等离子体诊断弯晶谱仪球面弯晶离子温度

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托卡马克弯晶谱仪双晶体结构应用的初步研究

核技术 2015年第11期38卷 63-67页

作者：陈俊吕波王福地潘夏云李颖颖符佳尹相辉胡睿佶冯双园石跃江余羿叶民友中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 首尔大学核工程系

X射线弯晶谱仪作为托卡马克装置等离子体温度和旋转速度等参数诊断测量的重要手段之一,通常利用单晶体衍射分光来测量某种特定杂质的特征谱,这也限制了弯晶谱仪所能测量的等离子体温度范围。为解决更高温度等离子体测量问题,有效提高目... 详细信息

X射线弯晶谱仪作为托卡马克装置等离子体温度和旋转速度等参数诊断测量的重要手段之一,通常利用单晶体衍射分光来测量某种特定杂质的特征谱,这也限制了弯晶谱仪所能测量的等离子体温度范围。为解决更高温度等离子体测量问题,有效提高目前弯晶谱仪诊断系统温度测量范围,用双晶体代替原有单晶体,通过选择合适的晶体和Bragg衍射角组合,利用同一个探测器同时测量类氢和类氦的氩离子光谱,实现更高更宽温度范围测量。本文就东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)弯晶谱仪双晶体应用方面的设计和技术实现进行了阐述,并首次在EAST装置上成功实现了氩离子类氦和类氢谱线的测量,利用类氦线和类氢线拟合得到的氩离子温度非常接近,验证了双晶体结构的可行性。

关键词：等离子体诊断弯晶谱仪双晶体多普勒展宽

EAST辐射偏滤器运行模式下等离子体杂质浓度评估方法

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核技术 2022年第3期45卷 59-66页

作者：计华健张洪明杨秀达尹相辉李克栋何梁符佳王福地沈永才万顺宽吕波龚学余龚先祖臧庆王嵎民林新王守信南华大学电气工程学院衡阳421001 中国科学院合肥物质研究院等离子体物理研究所合肥230031 合肥师范学院物理与材料工程学院合肥230070 合肥综合性国家科学中心能源研究院合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院合肥230031

通过在偏滤器区域充入适量氖气(Ne)或氩气(Ar),东方超环(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak,EAST)托卡马克装置实现了辐射偏滤器运行模式。在辐射偏滤器运行模式下,靶板热负荷显著降低,有效缓解了高能粒子流对偏滤器靶板... 详细信息

通过在偏滤器区域充入适量氖气(Ne)或氩气(Ar),东方超环(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak,EAST)托卡马克装置实现了辐射偏滤器运行模式。在辐射偏滤器运行模式下,靶板热负荷显著降低,有效缓解了高能粒子流对偏滤器靶板的损伤。但是在偏滤器区域充入过量杂质气体时,杂质粒子会沿着磁力线进入主等离子体,影响主等离子体的约束性能,甚至导致等离子体破裂。因此,有必要研究偏滤器区域等离子体杂质浓度的估算方法,分析充入杂质气体时该区域杂质的定量变化,以此来评估充入的杂质气体对芯部等离子体约束性能的影响。本文针对不同的杂质种类,建立了不同的杂质浓度估算方法。对于钨杂质,通过极紫外光谱(Extreme Ultraviolet Spectroscopy,EUV)诊断系统测量偏滤器区域钨杂质的辐射强度,再根据碰撞-辐射模型对该区域的钨杂质浓度进行了估算。对于Ne杂质,则通过等离子体有效电荷数(Z_(eff))的变化进行了Ne杂质浓度估算。基于估算结果,对辐射偏滤器条件下的芯部杂质行为进行了讨论。上述杂质浓度评估方法对开展辐射偏滤器条件下等离子体约束性能研究,优化辐射偏滤器运行参数有重要意义。

关键词：杂质浓度杂质输运脱靶运行极紫外光谱仪有效电荷数

Observation of Central Toroidal Rotation Induced by ICRF on EAST

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Plasma Science and Technology 2016年第2期18卷 114-119页

作者：潘夏云王福地张新军吕波陈俊李颖颖符佳石跃江余羿叶民友万宝年 School of Nuclear Science and Technology University of Science and Technology of China Institute of Plasma Physics Chinese Academy of Sciences Hefei Science Center Chinese Academy of Sciences Department of Nuclear Engineering Seoul National University

Core plasma rotation of both L-mode and H-mode discharges with ion cyclotron range of frequency（ICRF） minority heating（MH） scheme was measured with a tangential X-ray imaging crystal spectrometer on EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）.Cocurrent central impurity toroidal rotation change was observed in ICRF-heated L-and H-mode *** increment as high as 30 km/s was generated at ~1.7 MW ICRF *** results showed similar trend as the Rice scaling but with significant scattering,especially in L-mode *** varied the plasma current,toroidal field and magnetic configuration individually to study their effect on L-mode plasma rotation,while keeping the other major plasma parameters and heating unchanged during the *** was found that larger plasma current could induce plasma rotation more efficiently.A scan of the toroidal magnetic field indicated that the largest rotation was obtained for on-axis ICRF heating.A comparison between lower-single-null（LSN）and double-null（DN） configurations showed that LSN discharges rendered a larger rotation change for the same power input and plasma parameters.

关键词： central toroidal rotation ICRF flow drive minority heating X-ray imaging crystal spectrometer

聚变堆燃烧等离子体核心参数诊断关键技术研究

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中国科技成果 2021年第3期22卷 31-35页

作者：刘海庆吕波符佳姚远钱金平王福地揭银先胡立群中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽合肥230031

聚变堆燃烧等离子体参数的精确测量,决定着托卡马克聚变堆装置的高参数稳态安全运行和物理实验,因此面向聚变堆燃烧等离子体核心参数诊断关键技术的研究一直是聚变装置参数诊断研究核心问题.在国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自... 详细信息

聚变堆燃烧等离子体参数的精确测量,决定着托卡马克聚变堆装置的高参数稳态安全运行和物理实验,因此面向聚变堆燃烧等离子体核心参数诊断关键技术的研究一直是聚变装置参数诊断研究核心问题.在国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自然科学基金项目的支持下,针对聚变堆燃烧等离子体电子密度、电子温度、电流密度(安全因子)等核心参数的诊断测量需求,在EAST磁约束聚变装置上首次研制成功了偏振干涉仪诊断、双晶体弯晶谱仪诊断、多通道运动斯塔克效应诊断,突破了高参数稳态运行实验中温度、密度和电流分布等关键参数测量的关键技术,并在EAST物理实验中得到了全面的应用,推动了EAST物理实验的进展.项目的主要成果已被成功应用于EAST长脉冲稳态高参数等离子体放电实验核心参数诊断,是实现百秒量级的高约束等离子体运行世界纪录的决定性条件.面向未来聚变堆的辐射环境,突破了多项抗辐射控制和辐射屏蔽技术,为未来燃烧等离子体的安全稳定运行和聚变物理研究提供了科学的诊断技术手段和运行基础.

关键词：聚变堆等离子体诊断电子密度电子温度电流密度

EAST上RMP驱动等离子体自发旋转物理机制的实验研究

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物理学报 2024年

作者：金仡飞张洪明尹相辉吕波 Cheonho Bae 叶凯萱盛回王士凡赵海林顾帅袁泓林子超傅盛宇卢迪安符佳王福地中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所中国科学技术大学研究生院科学岛分院南华大学电气工程学院新奥科技发展有限公司中国科学技术大学核科学技术学院南华大学核科学技术学院

等离子体自发旋转对托卡马克装置的约束性能和稳定性十分重要。能否有效地诱导等离子体自发旋转来致稳电阻壁模对国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）的稳定运行尤为关键。在韩国先进超导托... 详细信息

等离子体自发旋转对托卡马克装置的约束性能和稳定性十分重要。能否有效地诱导等离子体自发旋转来致稳电阻壁模对国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）的稳定运行尤为关键。在韩国先进超导托卡马克（Korea Superconducting Tokamak Aavanced Research,KSTAR）装置上首次实验证明了在特定参数下，共振磁扰动（Resonant Magnetic Perturbation,RMP）产生的新经典环向粘滞（Neoclassical Torodial Viscosity,NTV）力矩能够驱动等离子体旋转。在东方超环托卡马克（Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST）的RMP实验中同样也观测到了RMP加入后等离子体旋转在同电流方向增加的实验现象，与KSTAR不同，EAST上模拟计算的NTV力矩比实验测得RMP产生的力矩小2个量级，说明存在NTV以外的机制驱动等离子体旋转。在EAST的实验中，旋转速度增大的同时也伴随有E×B速度的明显变化，并且与实验测量得到的RMP产生的力矩分布一致，表明E×B剪切的变化产生的残余应力可能是导致RMP加入后旋转速度增大的原因。实验的统计结果也表明，RMP对环向旋转的驱动效果与湍流强度有关，进一步验证了RMP加入E×B剪切产生的残余应力是驱动环向旋转变化的主要机制。

关键词：托卡马克动量输运自发旋转共振磁扰动