合肥研究院EAST托卡馬克雜質輸運研究獲進展

　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所吳振偉課題組在EAST托卡馬克裝置上，利用自發的瞬態雜質爆發事件重點研究了4.6GHz低雜波對高Z金屬雜質聚芯抑制作用，并取得重要進展。

　　托卡馬克芯部的高Z金屬雜質輸運是核聚變研究的重要問題。高Z雜質在等離子體芯部聚集會嚴重影響等離子體的約束性能，因為等離子中存在的雜質不僅會稀釋主等離子體濃度，還會帶來嚴重的輻射功率損失。而高Z金屬雜質聚芯則會帶來更為嚴重的問題：由于H模放電過程中的約束改善，雜質很容易聚芯，并由此會導致H模難以長時間地穩態維持下去；高Z雜質聚芯還有可能激發出芯部MHD不穩定性，甚至導致等離子體的破裂。主動實現抑制高Z的雜質聚芯是實現高性能、穩態和長脈沖等離子體放電的重要課題。

　　課題組利用EAST上自發的瞬態雜質爆發事件，研究了鐵和銅在低雜波（LHW）加熱條件下、無鋸齒等離子體中的雜質約束特性。通過對歐姆和LHW加熱低約束模（L模）的雜質約束時間對等離子體參數的依賴關系的研究，發現LHW可以有效地降低雜質約束時間，并由此給出了符合EAST的雜質約束時間定標（該定標關系和法國Tore Supra裝置、歐洲聯合環JET裝置定標律一致）。對LHW加熱的H模下的雜質約束時間分析表明，在高再循環（HER）H模放電中，邊界存在~25 kHz的邊界準相干模（ECM）。由于這種放電條件下的雜質約束時間較低，并伴隨著較高的能量約束時間，這將是等離子體高參數、穩態和長脈沖運行的一種理想模式。

　　相關研究成果以Investigation of impurity confinement in lower hybrid wave heated plasma on EAST tokamak為題發表在核聚變領域期刊Nuclear Fusion上。