EAST团队科研成果连续五年入选Nuclear Fusion亮点

　　近日，核聚变领域国际权威期刊《核聚变》2015年亮点（Nuclear Fusion 2015 Highlights collection）揭晓。等离子体物理研究所科研人员在低约束模式（L模）向高约束模式（H模）转换方面的物理研究工作“极限环震荡与H模功率阈值定标的一维模型”（One-dimensional modelling of limit-cycle oscillation and H-mode power scaling，55 053029, 2015）被Nuclear Fusion选为2015 Highlights，这也是EAST团队科研成果自2011年起连续五年入选Nuclear Fusion highlights。

　　近几十年以来，世界各磁约束聚变实验装置对H-mode的细致研究表明，等离子要进入H模运行需要加热功率超过某一阈值功率。当加热功率临界阈值功率时等离子体会进入类似极限环振荡的过渡状态。为理解L-H转换期间过渡状态的极限环振荡和H模阈值功率的实验现象，等离子体所EAST团队以实验现象为基础，建立了一维径向空间的L-H转换动力系统模型，细致探索了L-H转换中微观湍流动态行为与宏观H模阈值功率定标之间的联系。

　　分析表明从径向力平衡的角度理解L-H转换期间的极限环振荡和H模功率阈值是同一现象的不同侧面。在压强梯度逆磁漂移速度的正反馈机制成为主导之前，极向旋转与湍流之间的负反馈机制维持了L-H转换期间的极限环振荡，ExB流与湍流强度之间表现出ExB流振荡幅度和相位由逆磁漂移速度主导或由极向旋转主导的两种不同类型的极限环振荡。逆磁漂移速度对ExB流占主导作用，分析显示H模阈值功率与等离子体线平均密度和磁场成线性依赖关系。物理模型的建立为解释实验现象和预测未来装置的L-H转换提供了有力的分析工具。

　　图：L-H转换的一维物理模型分析中，不同径向位置呈现两种不同类型的极限环振荡，靠近边界分界面的极限环振荡相位关系与EAST边界探针诊断结论一致。(a) 湍流强度，(b) 径向电场的ExB速度，(c) 压强梯度的逆磁漂移速度，(d)极向旋转速度，(e,f) 不同径向位置湍流强度与ExB速度的相位关系。

　　2011-2015NFhighlight链接：

　　http://iopscience.iop.org/journal/0029-5515/page/Highlights-of-2015 

　　http://iopscience.iop.org/journal/0029-5515/page/Highlights-of-2014 

　　http://iopscience.iop.org/journal/0029-5515/page/Highlights-of-2013 

　　http://iopscience.iop.org/journal/0029-5515/page/highlights-2012 

　　http://iopscience.iop.org/journal/0029-5515/page/Highlights%20of%202011