EXL-50球形环等离子体中通过电子回旋共振加热的无螺线管电流驱动
等离子体物理
2025-12-22 v4
摘要
作为一种新设计的球形托卡马克（ST），旨在简化未来可能的聚变能源的工程要求，EXL-50实验具有低纵横比（A）真空室（VV），环绕一个中央柱组件，其中包含环向场线圈导体而无中心螺线管。多个电子回旋共振加热（ECRH）共振点位于真空室内，以提高电流驱动效率。产生大量高能电子并由硬X射线探测器测量，其携带50kA至150kA的主要等离子体电流，并维持超过1秒的持续时间。观察到每瓦来自28 GHz回旋管的ECRH功率可维持超过1安培的电流。在高密度（>5e18 m^{-2}）放电且150kW ECRH加热下，等离子体电流达到Ip>80kA。结合重构的多流体平衡、高能电子的引导中心轨道和共振加热机制进行了分析。证实在EXL-50中，广泛分布的高能电子电流产生了较小纵横比的闭合磁通面，进而约束热等离子体电子和离子，并参与维持平衡力平衡。
引用
@article{arxiv.2104.14844,
title = {Solenoid-free current drive via ECRH in EXL-50 spherical torus plasmas},
author = {Yuejiang Shi and Bing Liu and Shaodong Song and Yunyang Song and Xianming Song and Bowei Tong and Shikui Cheng and Wenjun Liu and Minyuan Wang and Tiantian Sun and Dong Guo and Songjian Li and Yingying Li and Bin Chen and Xiang Gu and Jianqing Cai and Di Luo and Debabrata Banerjee and Xin Zhao and Yuanming Yang and Wenwu Luo and Peihai Zhou and Yu Wang and A. Ishida and T. Maekawa and Minsheng Liu and Baoshan Yuan and Y-K Martin Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14844},
year = {2025}
}