大量气体注入抑制等离子体破裂下逃逸电子产生的实验研究

由于等离子体破裂时容易产生大量的高能逃逸电子，这些高能逃逸电子在一定的条件下局域地损失到装置的第一壁上从而影响第一壁材料的性能、寿命、甚至击穿装置。该问题对今后ITER的运行具有至关重要的影响。ITER上等离子体电流高达15 MA，在等离子体发生大破裂时，可形成高达10MA的逃逸电流，逃逸电子对装置的破坏作用将显得更为严重。本课题拟研发一套快速充气系统，在EAST和HT-7托卡马克上利用大量杂质气体注入的方法研究破裂放电下的逃逸抑制行为，改善注入气体的混和效率以及注入深度，从而减少气体注入量，实现装置上基本无逃逸电子分布的安全关断，为今后ITER的安全运行提供一定的数据库和物理参考。

等离子体破裂缓解是今后大型托卡马克装置必须面临和解决的问题。我们依托该项目研究了大量杂质气体注入对快速关断等离子体的影响。实验研究发现大量杂质气体注入可以快速关断等离子体。大量杂质气体注入触发等离子体破裂后在一定条件下会产生逃逸电子，通过大量的实验研究发现：纯Ar气注入会产生比较高的逃逸电流平台。当注入的杂质量相对较大时，逃逸电流平台可达70%等离子体电流，当注入的杂质较少时，产生的逃逸电流平台与等离子体电流的比值仅30%。当注入He，Ne以及He和Ar的混和气体，均抑制了等离子体破裂后逃逸电子的产生。