基于EAST束发射光谱的中性束衰减特征研究
Study of Neutral Beam Attenuation Characteristics by Beam Emission Spectroscopy on EAST
李建康 1符佳 2向东 3吕波 2尹相辉 3李颖颖 4王进芳 2傅盛宇 2李义超 2林子超 2路兴强5
作者信息
- 1. 南华大学核科学与技术学院,湖南衡阳 421001;中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所,安徽合肥 230031
- 2. 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所,安徽合肥 230031
- 3. 南华大学核科学与技术学院,湖南衡阳 421001
- 4. 河北省紧凑型聚变重点实验室,河北廊坊 065001
- 5. 南华大学核科学与技术学院,湖南衡阳 421001;烟台大学核装备与核工程学院,山东烟台 264005
- 折叠
摘要
中性束注入(NBI)是托卡马克装置重要的辅助加热与电流驱动手段,中性原子的离化是决定中性束的加热(能量和粒子沉积剖面)和电流驱动效率的关键环节.通常情况下,利用背景等离子体参数与中性束参数模拟计算快的中性粒子与等离子体的离化,即中性束沉积过程,进而分析托卡马克中性束加热和电流驱动效果.束发射光谱是高能中性粒子注入等离子体后,与等离子体的电子、离子发生碰撞激发,中性粒子退激发过程中产生的一系列特征谱线,其束发射光谱强度受等离子体密度、温度、束能量、束密度等因素影响,可以利用束发射光谱强度变化研究中性束的衰减特性.在EAST托卡马克上通过实验测量中性束粒子与等离子体碰撞激发的光谱强度,分析得到了中性束在不同等离子体密度以及不同中性束能量下的衰减特性,并采用主动束光谱仿真与数值分析软件(SOS)进行了相应的模拟计算,研究表明实验测量与模拟计算结果两者具有较好的一致性,这验证了通过实验测量束发射光谱获取中性束衰减特征的可行性.
Abstract
Neutral Beam Injection(NBI)is an important auxiliary heating and driving method for Tokamak devices.The ionization of neutral atoms determines the neutral beam heating(energy and particle deposition profile)andcurrent drive efficiency.In general,the attenuation characteristics of the neutral beam are simulated by using the background plasma parameters and neutral beam parameters,and then the heating and current driving effects of the Tokamak neutral beam are analyzed.Beam emission spectroscopy is a series of characteristic spectral lines radiated by the excitation and deexcitation process of electron and ion collision of neutral beam-injected plasma.The strength of Beam emission spectroscopy is affected by plasma density,temperature,energy beam,beam density and other factors,so neutral beam attenuation can be acquired using the beam emission spectrum.This paper analyses neutral beam attenuation under different plasma densities and different neutral beam energies on EAST.Comparing the experimental and Simulation of Spectra(SOS)results,the experimental and simulation results are in good agreement.The feasibility of obtaining neutral beam attenuation characteristics by measuring the Beam emission spectroscopy is verified.
关键词
EAST/束发射光谱/中性束衰减Key words
EAST/Beam emission spectroscopy/Neutral beam attenuation引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(12075280)
国家自然科学基金(11805236)
国家磁约束核聚变能发展研究专项(2019YFE03040000)
湖南省自然科学基金(2020JJ4075)
出版年
2024
NETL
NSTL
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