垂直不稳定性调研VDEs课件

HALO电流调研

陈大龙

201112.21HALO电流调研陈大龙1自然现场—月晕CCD上观察到的晕电流（halocurrent）shot:36790背景—whatishalo?2自然现场—月晕CCD上观察到的晕电流（halocurren

报告内容halo电流产生机制调研（1）垂直不稳定性的研究（2）halo电流的描述各大型托卡马克中halo电流研究的调研（JET、ASDEX-U、JT-60U）（待完成……）EAST装置中halo电流的测量（halo罗柯线圈的分布、CCD上观察到halo电流、Eastscope上有关halo电流的信号）下一步工作3报告内容3

（1）垂直不稳定性调研（VDEs）

二维模型下等离子体平衡（R、Z方向）R方向的平衡

的方向总是指向真空室内壁ZR—R方向垂直场只要是通过PF11、PF12、PF13、PF14提供的（这四个线圈的电流都是与等离子体电流方向反向）ZRFzFz这个场主要是后面的快控线圈IC1、IC2提供的，其他线圈虽然也有提供，但是响应时间尺度太大Z方向的平衡4（1）垂直不稳定性调研（VDEs）

二维模型下等离子体

稳定的位形（垂直方向是稳定的）不稳定的位形（垂直方向是不稳定的）两种等离子体位形参考文献：钱金平。EAST平衡反演与垂直不稳定性研究5稳定的位形（垂直方向是稳定的）不稳定的位形（垂直方向是不稳Halo电流在t=6.265s时开始出发，在等离子体未碰壁之前都是在SOL中流动，在t=6.286s时halo电流达到最大（2）Halo电流的描述Halo电流的驱动机制是电压，由于垂直不稳定性（dZj/dt），导致环向磁通量和极向磁通量的改变+环向等离子体电流的熄灭(dIp/dt）Halo电流从SOL(刮壳层)流出，当等离子体接触偏滤器时，电流从内靶板进入，经过DOME,从外靶板流出，再回到SOL（刮壳层），形成回路。halo电流是成螺旋状的(极向、环向都有电流)VDEshalo电流Y.Neyataniet.alCharacteristicsofHaloCurrentinJT-60UMAX6Halo电流在t=6.265s时开始出发，在等离子体热量熄灭过程中，Te：1-1.8keV迅速降低到20-50eV.在随后的Ip熄灭过程中,Te基本都是10eV,1ms之后halocurrent达到最大等离子电流增大,由于急速改变内部电感磁力线重连事件(Plasmacurrentincreasesduetorapidreconnectioneventschanginginternalinductance)???Ip:等离子体电流Ih:halo电流Eth:热能Zcurr:垂直位移中等离子体电流中心的电流Y.Neyataniet.alCharacteristicsofHaloCurrentinJT-60UG.Pautassoetal.ThehalocurrentinASDEXUpgrade热量熄灭电流熄灭……Halo电流产生———最大thermalquench

currentquench三次放电，不同炮中的Te7热量熄灭过程中，Te：1-1.8keV迅速降低到2TPF=环向最大的halo电流/环向平均halo电流JT-60U上TPF是通过6个窗口内靶板上的罗柯线圈测出来的，与Ip0关系不大(3.6at1.0MA,3.2at1.8MA)NuclearFusion,Vol.39,No.4TPF:1.4~3.6EAST:2Nucl.FusionV.39/NO.12,1999halo电流的危害（电磁力的估计）TPF?工程上为了估算电磁力时引进的8TPF=环向最大的halo电流/环向平均halo电流Nu

Halo电流从等离子体流向第一壁，和环向场左右产生一个的力JET石墨瓦脱落及其固定轨道变形；AlcatorC-MOD和JT-60等装置上发现面临等离子体第一壁部件固定螺栓弯曲、瓦片破损和真空室壳体的局部变形。9Halo电流从等离子体流向第一壁，和环向场左右产生一个处理halo电流现有对策1通过粒子注入丸的方法(强辐射)去减少等离子体破裂的发生及halo电流的产生；(JT-60U、ASDEX-U、DIII-D、JET)2采用预测量的方法，通过判断VDE发生的前兆，使得等离子体的拉长比（k）变小。10处理halo电流现有对策1通过粒子注入丸的方法(强辐射)去HALO电流的减小与避免JT-60UJT-60U是充氖气，从图中可以发现从0.3降到0.12（其实Ih降低了2.5倍，TPF没多大变化）Y.NeyatanietalCharacteristicsofHaloCurrentinJT-60U11HALO电流的减小与避免JT-60UY.NeyataniHALO电流的减小与避免JETVDEs的发生是通过向上的一个力同时关闭快控电源红线表示的是没有充气时候的VDEs,蓝线表示的是在能量熄灭期间，通过DMV窗口向等离子体充有Ar/D2混合气体，压强是3.2MPa（32个标压）结果可以发现halo电流减小了一半（未充气时halo电流400KA，充气后是200KA）M.Lehnen.etal

DisruptionMitigationbyMassiveGasInjectioninJET12HALO电流的减小与避免JETVDEs的发生是通过向上的一EAST上halo电流的研究Rogowski线圈测量4组*8个罗柯/组，共32个罗柯信号名：Haloik1n~haloik8n,halono1n~halono8n,Halobc1n~halobc8n,halofg1n~halofg8n.13EAST上halo电流的研究Rogowski线圈测量13EAST装置halo电流的观察

36790炮14EAST装置halo电流的观察36790炮14垂直不稳定性调研VDEs课件15垂直不稳定性调研VDEs课件16谢谢17谢谢17HALO电流调研

陈大龙

201112.218HALO电流调研陈大龙1自然现场—月晕CCD上观察到的晕电流（halocurrent）shot:36790背景—whatishalo?19自然现场—月晕CCD上观察到的晕电流（halocurren

报告内容halo电流产生机制调研（1）垂直不稳定性的研究（2）halo电流的描述各大型托卡马克中halo电流研究的调研（JET、ASDEX-U、JT-60U）（待完成……）EAST装置中halo电流的测量（halo罗柯线圈的分布、CCD上观察到halo电流、Eastscope上有关halo电流的信号）下一步工作20报告内容3

（1）垂直不稳定性调研（VDEs）

二维模型下等离子体平衡（R、Z方向）R方向的平衡

的方向总是指向真空室内壁ZR—R方向垂直场只要是通过PF11、PF12、PF13、PF14提供的（这四个线圈的电流都是与等离子体电流方向反向）ZRFzFz这个场主要是后面的快控线圈IC1、IC2提供的，其他线圈虽然也有提供，但是响应时间尺度太大Z方向的平衡21（1）垂直不稳定性调研（VDEs）

二维模型下等离子体

稳定的位形（垂直方向是稳定的）不稳定的位形（垂直方向是不稳定的）两种等离子体位形参考文献：钱金平。EAST平衡反演与垂直不稳定性研究22稳定的位形（垂直方向是稳定的）不稳定的位形（垂直方向是不稳Halo电流在t=6.265s时开始出发，在等离子体未碰壁之前都是在SOL中流动，在t=6.286s时halo电流达到最大（2）Halo电流的描述Halo电流的驱动机制是电压，由于垂直不稳定性（dZj/dt），导致环向磁通量和极向磁通量的改变+环向等离子体电流的熄灭(dIp/dt）Halo电流从SOL(刮壳层)流出，当等离子体接触偏滤器时，电流从内靶板进入，经过DOME,从外靶板流出，再回到SOL（刮壳层），形成回路。halo电流是成螺旋状的(极向、环向都有电流)VDEshalo电流Y.Neyataniet.alCharacteristicsofHaloCurrentinJT-60UMAX23Halo电流在t=6.265s时开始出发，在等离子体热量熄灭过程中，Te：1-1.8keV迅速降低到20-50eV.在随后的Ip熄灭过程中,Te基本都是10eV,1ms之后halocurrent达到最大等离子电流增大,由于急速改变内部电感磁力线重连事件(Plasmacurrentincreasesduetorapidreconnectioneventschanginginternalinductance)???Ip:等离子体电流Ih:halo电流Eth:热能Zcurr:垂直位移中等离子体电流中心的电流Y.Neyataniet.alCharacteristicsofHaloCurrentinJT-60UG.Pautassoetal.ThehalocurrentinASDEXUpgrade热量熄灭电流熄灭……Halo电流产生———最大thermalquench

currentquench三次放电，不同炮中的Te24热量熄灭过程中，Te：1-1.8keV迅速降低到2TPF=环向最大的halo电流/环向平均halo电流JT-60U上TPF是通过6个窗口内靶板上的罗柯线圈测出来的，与Ip0关系不大(3.6at1.0MA,3.2at1.8MA)NuclearFusion,Vol.39,No.4TPF:1.4~3.6EAST:2Nucl.FusionV.39/NO.12,1999halo电流的危害（电磁力的估计）TPF?工程上为了估算电磁力时引进的25TPF=环向最大的halo电流/环向平均halo电流Nu

Halo电流从等离子体流向第一壁，和环向场左右产生一个的力JET石墨瓦脱落及其固定轨道变形；AlcatorC-MOD和JT-60等装置上发现面临等离子体第一壁部件固定螺栓弯曲、瓦片破损和真空室壳体的局部变形。26Halo电流从等离子体流向第一壁，和环向场左右产生一个处理halo电流现有对策1通过粒子注入丸的方法(强辐射)去减少等离子体破裂的发生及halo电流的产生；(JT-60U、ASDEX-U、DIII-D、JET)2采用预测量的方法，通过判断VDE发生的前兆，使得等离子体的拉长比（k）变小。27处理halo电流现有对策1通过粒子注入丸的方法(强辐射)去HALO电流的减小与避免JT-60UJT-60U是充氖气，从图中可以发现从0.3降到0.12（其实Ih降低了2.5倍，TPF没多大变化）Y.NeyatanietalCharacteristicsofHaloCurrentinJT-60U28HALO电流的减小与避免JT-60UY.NeyataniHALO电流的减小与避免JETVDEs的发生是通过向上的一个力同时关闭快控电源红线表示的是没有充气时候的VDEs,蓝线表示的是在能量熄灭期间，通过DMV窗口向等离子体充有Ar/D2混合气体，压强是3.2MPa（32个标压）结果可以发现halo电流减小了一半（未充气时halo电流400KA，充气后是200KA）M.Lehnen.etal

DisruptionMitigationbyMassiveGasInjectioninJ