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磁约束核聚变装置托卡马克先进运行状态为高约束模式H模。等离子体转动被认为在H模形成过程中扮演了非常重要的角色,已经成为托卡马克等离子体物理研究的前沿问题之一,如何估计磁约束聚变装置中的等离子体转动速度和驱动等离子体旋转是聚变研究中的重要课题。 本项目计划在J-TEXT托卡马克装置上采用偏压电极的方式驱动边界等离子体转动,将其作为动量驱动源,通过动量输运方式间接驱动和调制芯部等离子体转动,开展等离子体转动相关的实验研究。 在J-TEXT托卡马克装置上建立了一套偏压电极系统。电极以气动方式在一次放电中快速进出等离子体,从而减小偏压电极对等离子体的影响,电极在100ms内能够进入到限制器内5cm,电极位置可预设。电极系统的电源在10~200ms内提供0至700V的稳定可调直流电压,短时功率可达200kW,并且能够预设一次放电输出一个或多个脉冲。通过在伸入最外层闭合磁面以内的电极与真空室壁之间加上偏压,观测到在施加正偏压时等离子体约束状态得到了改善,另外偏压电极系统显著驱动了边界等离子体转动。