共振磁扰动控制托卡马克等离子体芯部杂质浓度的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11905077
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2904.磁约束等离子体
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Impurity transport is very important for improving the confinement of fusion plasma and reducing radiation loss. Impurity ions accumulate in the plasma core will dilute the concentration of main plasma ions, resulting in plasma radiation loss and even plasma disruption, especially for medium and high Z impurity ions. Therefore, it is urgent to develop effective impurity control methods to reduce the impurity concentration in the core and improve the confinement performance of the plasma. At present, significant progress has been made in the research on the impurity transport in the core, but the existing theories cannot well explain the experimental results, and the transport of light impurities and heavy impurities in the core is quite different, so it is necessary to explore the transport mechanism of heavy impurities in the core. As a method to control the edge localized modes on ITER, resonant magnetic perturbations (RMP) can also be applied to the study of impurity transport. By changing the magnetic topological structure of the plasma, RMP can control the edge impurities entering the core of the plasma and change the confinement time between the impurity ions and the main ions, so as to effectively control the concentration of impurities in the core. This project intends to carry out experimental study on the influence mechanism of RMP on the impurity transport in the core of plasma on J-TEXT, and study the process and mechanism of RMP affecting the impurity transport in the core by combining experimental and numerical simulation methods, so as to provide necessary reference for the high confinement and steady operation of ITER.
杂质输运研究对于提高聚变等离子体约束,降低辐射损失极其重要。杂质离子,尤其是中高Z杂质离子在等离子体芯部聚集会稀释等离子体主离子浓度,造成等离子体辐射损失,甚至引发等离子体破裂。因此急需发展有效的杂质控制手段来降低芯部杂质含量并提高等离子体约束。目前芯部杂质输运研究已经取得了很大的进展,但是现有理论还无法很好地解释实验现象,且轻杂质与重杂质在芯部的输运相差较大,需要探索芯部重杂质的输运机制。共振磁扰动(RMP)作为ITER上控制边界局域模的方法,同样可以应用到杂质输运的研究中。RMP通过改变等离子体磁拓扑结构来控制边界杂质进入等离子体芯部,并可以改变杂质离子与主离子的约束时间,从而实现芯部杂质含量的有效控制。本项目拟在J-TEXT上开展RMP对等离子体芯部杂质输运影响机制的实验研究,并结合实验和数值模拟两种方法研究RMP影响芯部杂质输运的过程与机理,为ITER的高约束稳定运行提供必要参考。

结项摘要

杂质输运及其约束是聚变等离子体研究中的重要问题。磁约束聚变等离子体中杂质的含量过高会对等离子体的约束造成不好的影响,其中高电离态的杂质聚芯更是会造成芯部冷却和稀释主等离子体浓度,因此芯部杂质研究对于磁约束聚变等离子体是不可忽视的。我们的研究内容围绕托卡马克等离子体芯部杂质控制展开,取得的主要进展有:(1)在J-TEXT上首次验证了弯晶谱仪用于研究芯部杂质输运的可行性,并获得了不同等离子体电流和电子密度下的氩杂质输运行为;(2)外加共振磁扰动会加强等离子体芯部的类氦氩离子朝着等离子体中心输运,同时促进类氦氩离子朝着等离子体的边界区域扩散;(3)开展了电子回旋共振加热对芯部杂质输运的研究,证实了电子回旋共振加热可以通过调制锯齿上的前兆振荡来影响芯部氩离子朝着边界输运,当电子回旋共振加热功率沉积在锯齿反转面以内时的杂质输运更为明显;(4)通过一维杂质输运代码STRAHL获得了J-TEXT上芯部氩杂质的输运系数演化,为上述实验结果提供了解释。这些工作为托卡马克等离子体芯部杂质控制提供了有效的解释,为将来例如ITER装置高参数、高约束运行提供了参考依据。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Comparison of disruption mitigation from shattered pellet injection with massive gas injection on J-TEXT
J-TEXT 上破碎颗粒注射与大量气体注射的破坏缓解效果比较
  • DOI:
    10.1088/1741-4326/ac2cf7
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Nuclear Fusion
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Y. Li;Z. Y. Chen;W. Yan;Y. N. Wei;R. H. Tong;Z. F. Lin;W. Li;W. Bai;N. C. Wang;D. Li;Z. P. Chen;Z. H. Jiang;Z. J. Yang;Y. H. Ding;Y. Pan;J-TEXT Team
  • 通讯作者:
    J-TEXT Team
Investigation of argon transport by X-Ray imaging crystal spectrometer on J-TEXT
利用 X 射线成像晶体光谱仪在 J-TEXT 上研究氩传输
  • DOI:
    10.3828/mlo.v0i0.349
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Fusion Engineering and Design
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    W. Yan;Z. Y. Chen;X. L. Zhang;Z. F. Cheng;Z. J. Yang;Y. J. Shi;W. Jin;Y. H. Ding;Y. F. Liang;J-TEXT Team
  • 通讯作者:
    J-TEXT Team
Overview of runaway current suppression and dissipation on J-TEXT tokamak
J-TEXT 托卡马克失控电流抑制和耗散概述
  • DOI:
    10.1088/2058-6272/aca272
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Plasma Science and Technology
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zhongyong CHEN;Zhifang LIN;Wei YAN;Duwei HUANG;Yunong WEI;You LI;Nianheng CAI;Jie HU;Yonghua DING;Yunfeng LIANG;Zhonghe JIANG
  • 通讯作者:
    Zhonghe JIANG
Measurements of impurity mixing efficiency during massive gas injection in J-TEXT
J-TEXT 中大量气体注入过程中杂质混合效率的测量
  • DOI:
    10.1088/1361-6587/ab72e2
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Plasma Physics and Controlled Fusion
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    W. Li;R. H. Tong;W. Bai;D. W. Huang;W. Yan;Y. N. Wei;Z. F. Lin;X. L. Zhang;P. Shi;Y. Li;H. Y. Yang;J. Hu;D. Q. Wang;Y. Huang;Y. Zhong;J. G. Fang;Z. Y. Chen;J-TEXT Team
  • 通讯作者:
    J-TEXT Team
Dissipation of runaway current by massive gas injection on J-TEXT
J-TEXT 上大量气体注入耗散失控电流
  • DOI:
    10.1088/1361-6587/ab52c8
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Plasma Physics and Controlled Fusion
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Y. N. Wei;W. Yan;Z. Y. Chen;R. H. Tong;Z. F. Lin;X. L. Zhang;Z. H. Jiang;Z. J. Yang;Y. H. Ding;Y. F. Liang;J-TEXT Team
  • 通讯作者:
    J-TEXT Team

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其他文献

Random scanning system
随机扫描系统
  • DOI:
    10.1142/s179354581630010x
  • 发表时间:
    2015-11-10
  • 期刊:
    Journal of Innovative Optical Health Sciences
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    屈军乐;严伟;邵永红;叶彤;田蜜
  • 通讯作者:
    田蜜
Diffusion law and measurement of variable diffusion coefficient of CO2 in oil
CO2在油中的扩散规律及可变扩散系数的测量
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1673-5005.2016.03.018
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏晓婷;敖文君;于志海;赵仁保;肖爱国;严伟
  • 通讯作者:
    严伟
共振隧穿现象与LED失效模型的分析方法
  • DOI:
    10.1016/j.jmaa.2019.07.010
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    北京大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁晨;严伟
  • 通讯作者:
    严伟
P2X受体介导慢性疼痛的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    世界中医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    费雪瑜;邰昭霞;王涵芝;瞿思颖;严伟;何晓芬;方剑乔;蒋永亮
  • 通讯作者:
    蒋永亮
汽车电子芯片EMC测试标准研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    安全与电磁兼容
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    严伟;熊胜江;陈楚
  • 通讯作者:
    陈楚

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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

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          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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