Alfven波在等离子体中的激发和传播过程的实验研究
结题报告
批准号:
11475172
项目类别:
面上项目
资助金额:
96.0 万元
负责人:
孙玄
依托单位:
学科分类:
A2901.等离子体基本过程与特性
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘明、林木楠、张情
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中文摘要
Alfven波等离子体中的最基本的波之一,在空间和实验室等离子体演化中扮演重要角色,参与诸多的物理过程。我们提出在中国科学技术大学新建成的KMAX装置开展开剪切Alfven波的激发和传播实验。KMAX是一个总长10米,中心区域直径1.2米的规模较大的装置。Alfven波可通过线圈加低频射频波的方式去激发。在不同的等离子体beta值下,Alfven波可呈现惯性或动理学性质,其色散关系以及中性原子碰撞效应的修正是实验研究内容之一。Magnetic Beach是空间物理中的一个重要现象,而KMAX具有较大的磁场调节范围和磁镜结构,是实验室研究该效应的理想装置。KMAX的结构也有利于Drift-Alfven波的诱发,它造成的具有电磁特性的湍流对粒子输运的影响也是实验研究课题之一。
英文摘要
Alfven wave is a fundamental plasma wave and plays an important role in many phenomena in space and laboratory plasmas. A new Alfven wave launching experiment is proposed to be conducted in a newly built linear mirror device -KMAX, which is 10 meter in length and 1.2 meter in diameter in the central region. A low frequency RF wave will be launched by an antenna in radial direciton to generate a shear or torsional Alfven wave.Launching and receiving magnetic signals consititute the first and the most important part of this project. One of the very important topics in space plasmas is the magentic beach effect. Due to the intrisic magnetic gradient of mirror machine and KMAX's flexible ability to adjust magnetic field configuration, the magnetic beach effect will be studied. Moreover, the raidal gradient in the density along the divergent field lines may faciliate the excitation of drift alfven wave , which can alter the particle transport through the electromagnetic turbulence, and this effect will be investigated in KMAX as well.
Alfven波等离子体中的最基本的波之一,在空间和实验室等离子体演化中扮演重要角色,参与诸多的物理过程。本课题提出在中国科学技术大学新建成的KMAX装置开展开剪切Alfven波的激发和传播实验, 主要研究内容有 (1)如何在实验室等离子体中激发Alfven波(2)利用magentic beach效应在高场区激发Alfen波,低场区产生离子回旋共振研究加热(3)研究低频扰动对等离子体约束的影响。课题先后研制了多种射频源,在Alfven波激发过程中发现了(1)Aflven波的自发衰变过程。该过程的产生是在激发的Alfven波能量足够高时,激发了两支低频的磁声波,对这些波的频率和波数的测量验证了该过程满足三波相互作用(2)通过调节磁场位形,和改变高场区以及低场区的磁场强度,给出了等离子体加热是magentic beach效应导致的证据。在两台100kW射频源共同作用下,等离子体温度提高到了60eV以上(3)发现了KMAX等离子体低频扰动的模式, 并通过研制的旋转磁场天线系统成功地抑制了该扰动,提高了径向约束。课题的研究结果将对以下领域产生一定的科学意义:(1)剪切Alfven波的自发衰变成的磁声波可能对日冕加热的机制给出了一个实验室证据(2)拓宽了Magnetic Beach效应加热的等离子体参数空间(3)提出了一宗新的等离子体约束方法。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A 7.8 kV nanosecond pulse generator with a 500 Hz repetition rate
重复频率为 500 Hz 的 7.8 kV 纳秒脉冲发生器
DOI:10.1088/1748-0221/13/04/p04004
发表时间:2018-04
期刊:Journal of Instrumentation
影响因子:1.3
作者:M. Lin;H. Liao;M. Liu;G. Zhu;Z. Yang;P. Shi;Q. Lu;X.Sun
通讯作者:X.Sun
Ion cyclotron resonance heating (ICRH) systems for the Keda Mirror with AXisymmetry (KMAX)
用于轴对称科达镜 (KMAX) 的离子回旋共振加热 (ICRH) 系统
DOI:10.1063/1.4983801
发表时间:2017
期刊:Review of Scientific Instruments
影响因子:1.6
作者:Liu Ming;Yi Hongshen;Lin Munan;Wang Yanpeng;Shi Peiyun;Zheng Jian;Sun Xuan
通讯作者:Sun Xuan
DOI:10.1063/1.5013118
发表时间:2018
期刊:Review of Scientific Instruments
影响因子:1.6
作者:Yi Hongshen;Liu Ming;Shi Peiyun;Yang Zhida;Zhu Guanghui;Lu Quanming;Sun Xuan
通讯作者:Sun Xuan
DOI:10.1063/1.5047475
发表时间:2018-10
期刊:The Review of scientific instruments
影响因子:--
作者:P. Shi;Baoming Ren;Jiangshan Zheng;Xuan Sun
通讯作者:P. Shi;Baoming Ren;Jiangshan Zheng;Xuan Sun
Field-reversed configuration formed by in-vessel theta-pinch in a tandem mirror device
串联镜装置中血管内θ箍缩形成的场反转结构
DOI:10.1063/1.5001313
发表时间:2017
期刊:Review of Scientific Instruments
影响因子:1.6
作者:Lin Munan;Liu Ming;Zhu Guanghui;Shi Peiyun;Zheng Jian;Lu Quanming;Sun Xuan
通讯作者:Sun Xuan
场反等离子体中电子加热和磁重联关系的研究
  • 批准号:
    12175226
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    孙玄
  • 依托单位:
国内基金
海外基金