合肥研究院EAST托卡马克杂质输运研究获进展

　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所吴振伟课题组在EAST托卡马克装置上，利用自发的瞬态杂质爆发事件重点研究了4.6GHz低杂波对高Z金属杂质聚芯抑制作用，并取得重要进展。

　　托卡马克芯部的高Z金属杂质输运是核聚变研究的重要问题。高Z杂质在等离子体芯部聚集会严重影响等离子体的约束性能，因为等离子中存在的杂质不仅会稀释主等离子体浓度，还会带来严重的辐射功率损失。而高Z金属杂质聚芯则会带来更为严重的问题：由于H模放电过程中的约束改善，杂质很容易聚芯，并由此会导致H模难以长时间地稳态维持下去；高Z杂质聚芯还有可能激发出芯部MHD不稳定性，甚至导致等离子体的破裂。主动实现抑制高Z的杂质聚芯是实现高性能、稳态和长脉冲等离子体放电的重要课题。

　　课题组利用EAST上自发的瞬态杂质爆发事件，研究了铁和铜在低杂波（LHW）加热条件下、无锯齿等离子体中的杂质约束特性。通过对欧姆和LHW加热低约束模（L模）的杂质约束时间对等离子体参数的依赖关系的研究，发现LHW可以有效地降低杂质约束时间，并由此给出了符合EAST的杂质约束时间定标（该定标关系和法国Tore Supra装置、欧洲联合环JET装置定标律一致）。对LHW加热的H模下的杂质约束时间分析表明，在高再循环（HER）H模放电中，边界存在~25 kHz的边界准相干模（ECM）。由于这种放电条件下的杂质约束时间较低，并伴随着较高的能量约束时间，这将是等离子体高参数、稳态和长脉冲运行的一种理想模式。

　　相关研究成果以Investigation of impurity confinement in lower hybrid wave heated plasma on EAST tokamak为题发表在核聚变领域期刊Nuclear Fusion上。