电子回旋共振加热影响托卡马克等离子体芯部环向转动的理论研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11305071
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2904.磁约束等离子体
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Plasma rotation plays an important role in reducing microscopic turbulence and transport and in stabilizing macroscopic magnetohydrodynamic instability, and so is relevant to confinement of magnetic fusion plasmas. Paticularly, spontaneous rotation (without external momentum input) is a topic of intense interest. Recently, counter-current toroidal rotation induced by electron cyclotron resonance heating (ECRH) is found in the core regime of international and domestic magnetic confinement fusion devices. However, the physical mechanism is not very clear yet. This project plans to investigate the toroidal rotation in both ITG and TEM turbulence by using gyrokientic theory. Here, we will focus on turbulent acceleration which is not considered in previous works. It can not be written as a divergence of Renolds stress, and is a source/sink of toroidal rotation. By combining turbulent acceleratin and residual stress, we will investigate their effects on toroidal rotation by including residual stress. Then, we will explore the physical mechanism of effects of ECRH on core toroidal rotation by comparing our theoretical results with the experimental observations before/after turning on ECRH.This study could develop existing generation theory of spontaneous rotation, and provide theory foundations for predictions of plasma rotation and confinement in future ITER.
等离子体转动对于抑制微观湍流和输运以及宏观磁流体不稳定性起着重要作用,所以与磁约束聚变等离子体的约束性能密切相关。特别是自发转动,即没有外界动量注入情况下等离子体自发产生的转动,是当前的研究热点。最近,国际和国内的磁约束聚变装置上都发现电子回旋共振加热(ECRH)在芯部引起与电流方向相反的环向转动,但是其物理机制还不十分清楚。本课题拟采用回旋动理学方法,对比研究离子温度梯度(ITG)模和捕获电子模(TEM)湍流中的环向转动。其中,我们将重点关注以往转动研究中没有考虑过的湍动加速项,它不能写成雷诺张量的散度,是平均环向转动的源/汇。我们将结合残余张量和湍动加速,研究它们对环向转动的影响。然后,把理论结果与ECRH启动前后的实验观测相结合,探索ECRH影响芯部等离子体环向转动的物理机制。这一课题的展开可能发展已有的自发转动产生的理论,为将来ITER等离子体转动和约束性能的预测提供理论基础。

结项摘要

等离子体转动对于抑制微观湍流和输运以及宏观磁流体不稳定性起着重要作用,所以与磁约束聚变等离子体的约束性能密切相关。在将来的 ITER 装置上,中性束注入很可能不足以提供需要的外部转动驱动,因此,研究自发转动对于ITER装置十分必要。我们的研究内容围绕自发转动展开,取得的主要进展有:(1)提出湍动加速驱动自发转动的新机制,并对比研究静电ITG和CTEM湍流中的自发转动,针对ECRH使芯部同电流环向转动降低的实验现象给出理论解释;(2)研究台基区顶部电磁ITG湍流驱动的自发转动,并针对DIII-D的实验参数估算了各项自发转动驱动的大小;(3)证明了湍动加速机制与动量守恒不矛盾,从根本上解除了人们对湍动加速的疑虑;(4)发展了湍流动量输运(包括平行方向和极向)的非线性理论。这些工作为自发转动有关的实验现象提供了理论解释,解决了人们对湍动加速机制与动量守恒自洽性的疑问,为将来例如ITER装置高参数运行条件下自发转动的预测提供了理论参考依据。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electromagnetic theory of turbulent acceleration of parallel flow and momentum conservation
平行流湍流加速电磁理论与动量守恒
  • DOI:
    10.1063/1.4974040
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Physics of Plasmas
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Peng Shuitao;Wang Lu
  • 通讯作者:
    Wang Lu
Nonlinear magnetohydrodynamics of edge localized mode precursors
边缘局域模式前驱体的非线性磁流体动力学
  • DOI:
    10.1063/1.4913437
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
    Physics of Plasmas
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Guo, Z. B.;Wang, Lu;Wang, X. G.
  • 通讯作者:
    Wang, X. G.
Electromagnetic nonlinear gyrokinetics with polarization drift
具有极化漂移的电磁非线性回旋运动
  • DOI:
    10.1063/1.4891435
  • 发表时间:
    2014-08
  • 期刊:
    Physics of Plasmas
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Duthoit, F. -X.;Hahm, T. S.;Wang, Lu
  • 通讯作者:
    Wang, Lu
Isotopic dependence of impurity transport driven by ion temperature gradient turbulence
离子温度梯度湍流驱动的杂质输运的同位素依赖性
  • DOI:
    10.1063/1.4966561
  • 发表时间:
    2016-10
  • 期刊:
    Physics of Plasmas
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Guo, Weixin;Wang, Lu;Zhuang, Ge
  • 通讯作者:
    Zhuang, Ge
Intrinsic parallel rotation drive by electromagnetic ion temperature gradient turbulence
电磁离子温度梯度湍流驱动的固有平行旋转
  • DOI:
    10.1088/1741-4326/aa4e57
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    Nuclear Fusion
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Shuitao Peng;Wang Lu
  • 通讯作者:
    Wang Lu

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基于可变荧光统计分析法的混合藻类活体细胞数定量实验研究
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张小玲
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  • DOI:
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    --
  • 作者:
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 作者:
    丁建丽;杨爱霞;王璐;牛增懿
  • 通讯作者:
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托卡马克等离子体比压极限破裂快速热猝灭过程中的热输运研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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