高频偏置的应用及其在 STOR-M 托卡马克中的效应

已研制一台脉冲振荡功率放大器，用于向 STOR-M 托卡马克等离子体边缘的电极施加高频偏置电压。该功率放大器可在 1kHz–50kHz 频率范围内提供峰峰值为 120V 的振荡电压与 30A 电流。电极位于赤道面、半径 $\rho = 0.88$ 处。所施加电压的频率在各次放电之间变化。观察到等离子体密度与等离子体核心区的软 X 射线强度通常在较低频段 1kHz–5kHz 以及相对较高的频段 20kHz–25kHz 增加，而在二者之间频段则很少增加。由实验数据推导可见，两个频段中 $\tau_{p}$ 与 $\tau_{E}$ 均有所增加。利用 ASTRA 模拟代码对 STOR-M 托卡马克参数进行输运模拟，以理解高频段实验观测背后的物理过程。该模型基于由偏置电压产生的振荡电场引起、与 Ware 箍缩相关的共振频率处 GAM 激发，其可抑制反常输运。模拟结果在密度、粒子约束以及能量约束时间演化方面较好地再现了实验。所有这些结果表明高频偏置能够有效改善约束。