H-mode条件下等离子体台基区粒子输运实验研究

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基本信息

  • 批准号：
    11175056
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    64.0万
  • 负责人：
    肖维文
  • 依托单位：
    核工业西南物理研究院
  • 学科分类：
    A29.等离子体物理
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

H-mode条件下的物理研究就迅速发展，但是对台基区的粒子输运研究至今还处于"似乎"的认识水平。台基区的输运研究非常重要，对于保护第一壁材料和维持长脉冲放电都具有非常重要的意义。本项目旨在：HL-2A装置上，开展EXB剪切流在台阶区粒子输运中扮演的角色和ELM过程对台基区粒子输运的影响和反着用，并利用已经成熟的调制分子束注入诱导密度扰动的粒子输运研究方法研究在H-mode稳定期间的台基区粒子输运系数径向分布的物理课题；探索粒子通量对台基区的粒子扩散系数和对流速度的影响；研究台基区EXB剪切流对芯部湍流向外传播时的"刹车"现象及台基区粒子输运对整体等离子体约束的影响等等。最终获得台基区粒子输运系数分布、台基稳定性与粒子输运的相互关系以及台基区EXB与粒子输运系数的关系。该项目研究内容在国际上属于新颖和重要的课题，它将推动聚变界对台基区粒子输运新的研究和认识，为聚变等离子体反常输提供实验依据。

结项摘要

该项目以目前磁约束核聚变最前沿的“高约束模（H-mode）条件下等离子体台基区粒子输运实验研究”物理课题为根本进行研究。主要的研究内容包括：1) 第一次利用超声分子束(Supersonic Molecular Beam Injection, SMBI)提供小扰动进行台基（pedestal）区域粒子输运的研究；2) 第一次实验利用SMBI浅表注入台基根部进行边缘局域模(Edge Localized Mode, ELM)缓解实验，开辟了一种新的方法缓解ELM；3) 对外加磁扰动(Resonant Magnetic Perturbations, RMP)控制ELM进行研究发现等离子体和RMP发生共振的有效空间位置集中在等离子体的有里面面上。该项目取得重要结果如下：1) 通过实验第一次得到台基区的粒子输运系数，通过实验证实形成边缘台基的根本条件时具有小的扩散系数和大的向内粒子对流速度；2) 实验上第一次利用SMBI浅表注入进行ELM缓解，并且提出利用中性粒子源(分子束，弹丸)进行ELM缓解时，不需要将中性粒子沉积到台基顶部的科学论断，打破原来固有的“将中性粒子源沉积到台基顶部才能缓解ELM”的结论；3) 利用SMBI浅表注入进行ELM缓解的物理思想和结果获得韩国国家“Excellent scientific paper award, Korean Nuclear Society, Korea，2012”；4) 基于“利用SMBI浅表注入进行ELM缓解的物理思想”的学术论文入选“Nomination for the 2015 Nuclear Fusion Award”名单；5) 结合中国HL-2A和韩国KSTAR装置实现“利用SMBI浅表注入进行ELM缓解”的重复的结果，并且在中国EAST装置上也得到法国科学家邹晓岚博士验证；6) "利用SMBI浅表注入进行ELM缓解"工作被选为IAEA国际聚变能大会报告；7) 对RMP缓解／控制ELM的研究发现等离子体和RMP相互作用的空间位置和等离子体的有里面有及其密切的联系，并诱导不对称的向内和向外的粒子输运和动量输运。该项目的科学意义在于：1) 第一次实验验证形成H-mode时台基区域小的扩散系数和向内较大的对流速度；开创了一种新的方法缓解边缘局域模；在RMP缓解和控制边缘局域模的实验进一步认识到粒子输运的重要角色。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（5）
专利数量（0）
ELM mitigation by supersonic molecular beam injection: KSTAR and HL-2A experiments and theory
通过超音速分子束注入缓解 ELM：KSTAR 和 HL-2A 实验与理论
  • DOI：
    10.1088/0029-5515/54/2/023003
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Nuclear Fusion
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Yan; L. W.;Duan; X. R.;Oh; Y. K.;Dong; J. Q.
  • 通讯作者：
    J. Q.
An overview of KSTAR results
KSTAR 结果概览
  • DOI：
    10.1088/0029-5515/53/10/104005
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Nuclear Fusion
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Yoon; S. W.;Xiao; W.;Zoletnik; S.;KSTAR Team
  • 通讯作者：
    KSTAR Team
ELM mitigation by supersonic molecular beam injection into the H-mode pedestal in the HL-2A tokamak
通过将超音速分子束注入 HL-2A 托卡马克的 H 模式基座来缓解 ELM
  • DOI：
    10.1088/0029-5515/52/11/114027
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Nucl. Fusion
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Weiwen Xiao;P.H. Diamond;X.L. Zou;et al.
  • 通讯作者：
    et al.
Electric Probe Measurements at Edge Region During H-Mode Discharges in KSTAR
KSTAR H 模式放电期间边缘区域的电探针测量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Contributions to Plasma Physics
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Kim; W. C.;Kwak; J. G.;Woo; H. J.;Chung; K. S.
  • 通讯作者：
    K. S.
Analysis of electron heat transport with off-axis modulated ECRH in Tore Supra
使用 Tore Supra 中的离轴调制 ECRH 进行电子热传输分析
  • DOI：
    10.1088/0029-5515/52/3/033006
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Nuclear Fusion
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Basiuk; V.;Bouquey; F.;Magne; R.;Corbel; E.
  • 通讯作者：
    E.

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其他文献

HL-2A装置微波反射仪的研制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    核聚变与等离子体物理, 第26卷，笫2期, 笫15页
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨州军;丁玄同;刘泽田;肖维文
  • 通讯作者：
    肖维文
HL-2A托卡马克超声分子束注入深度和加料效果研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙红娟;丁玄同;段旭如;李伟;姚良骅;石中兵;李旭;冯北滨;肖维文;刘泽田;陈程远;焦一鸣
  • 通讯作者：
    焦一鸣

其他文献

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肖维文的其他基金

托卡马克等离子体粒子输运物理实验研究
  • 批准号：
    10805015
  • 批准年份：
    2008
  • 资助金额：
    23.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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