摘要
托卡马克等离子体中的剪切流和湍流属于自然科学基础研究的磁约束聚变等离子体物理研究领域.磁约束聚变等离子体中,实验观测的横越磁场的粒子、动量和能量的输运比理论预言高1~2个数量级,称为湍性(反常)输运.托卡马克等离子体中的剪切流对降低等离子体输运及改善等离子体约束具有重要的作用.理论模拟发现,在托卡马克等离子体中存在一类特殊的剪切流.它不仅可以由湍流的非线性相互作用激发,反过来,也可以调节湍流的饱和水平.这种流在环向和极向是对称的,在径向方向快变化,是局域的,因而称为带状流.在托卡马克等离子体中,发现测地声模带状流和频率接近零的低频带状流.带状流不仅存在于聚变等离子体中,而且也广泛存在于星球的大气层.然而,有关带状流的大量理论预言并没有得到实验证实.因此,带状流的识别及其性质的研究是现代等离子体物理学研究的前沿课题.该项目主要围绕"带状流物理",对带状流物理开展实验攻关研究,并获得了一系列创新性成果.实验结果证实了测地声模带状流的环向对称性;发现了磁岛同测地声模带状流的同步相互作用,且这种相互作用有利于低频带状流的形成;低频带状流和测地声模带状流对加热功率和安全因子的依赖关系,二者相互竞争;湍流在测地声模频率的包络结构与测地声模带状流类似,也具有极向和环向对称性,径向波数有限的特征.这些研究结果推动了聚变等离子体物理学及现代等离子体物理学的发展.
出处
《中国科技成果》
2020年第19期23-23,共1页
China Science and Technology Achievements
基金
“第二批国际热核聚变实验堆(ITER)国内配套研究计划专项人才”课题资助(2010GB106008)。
