EAST低杂波电流驱动等离子体数值模拟及实验研究

在EAST装置上开展低杂波等离子体数值模拟和实验研究。通过数值模拟，研究和分析EAST非圆截面下低杂波的功率沉积、驱动电流分布和等离子体参数等随时间的演化，为指导和分析实验提供有力的理论工具；以数值模拟为工具，优化实验参数，在EAST上开展相关的低杂波电流驱动实验研究，探索实现高约束、长脉冲的等离子体运行，并进一步分析研究这种高约束等离子体的物理特性。开展此项研究将进一步推动EAST和未来聚变装置实现高约束、长脉冲的等离子体运行，有助于进一步分析和理解低杂波改善等离子体约束的机理；在数值模拟基础上开展的利用低杂波改善等离子体约束实验研究，将有助于稳态高约束托卡马克等离子体的实现，为未来聚变堆的实现提供重要的参考依据。

完善和发展了EAST低杂波电流驱动程序，计算分析了功率沉积和驱动电流分布；进行了低杂波等离子体随时间演化的数值模拟研究和分析；开展了提高波与等离子体耦合的方法和影响低杂波电流驱动效率机理的实验研究，首次在EAST上验证了参量不稳定性对低杂波电流驱动效率的影响。以数值模拟为工具，通过优化等离子体位形和参数、天线端口充气改善低杂波与等离子体的耦合、壁处理减少等离子体辐射等方法，在EAST上实现了可重复的H模等离子体。研究结果对进一步探索低杂波在未来聚变堆的应用具有十分重要的意义。