Tidsspår av viktiga plasmaparametrar för stationär drift i H-läge över 60 sekunder i EAST. Kredit:EAST team
Firar 10-årsdagen av fysikoperationer, den 11:e EAST-kampanjen (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) nådde en milstolpe i utforskningen av avancerade operationsscenarier – att uppnå över 60-talet helt icke-induktiva/stabila långpulsade H-mode plasma under radiofrekvent uppvärmning och ITER-liknande volframavledare operationer, vilket markerar den första minutskaliga steady-state H-mode operationen som erhållits på tidigare och befintliga tokamaks runt om i världen.
Detta är ett stort framsteg bortom uppnåendet av en rekord 32s långpuls H-mode urladdning under 2012. Sedan dess, EAST-teamet har gjort stora ansträngningar för att utveckla steady-state H-mode-scenariot på EAST.
Det extra värmesystemet, volframavledare och plasmadiagnostiksystem har uppgraderats kontinuerligt för att förbättra kapaciteten för långpuls, högpresterande verksamhet. NBI- och LHCD-system med hög effekt utvecklades för att ytterligare utöka den nuvarande drivkapaciteten och få tillgång till hög β-regim.
Enorma ansträngningar ägnades åt forskning som involverade RF-kraftkoppling, L-H övergång, kontroll av MHD-instabiliteter, plasma-vägg interaktioner, och föroreningstransport och kontroll för att utveckla avancerade integrerade operationsscenarier, speciellt i de RF-dominerade värmetillstånden med lågt vridmoment. Forskningsresultat har presenterats på olika internationella konferenser och tidskrifter som t.ex Naturfysik , Fysiska granskningsbrev och Kärnfusion och väckte intresse från världens fusionsgemenskap, som främjade många internationella samarbeten.
Prestationen bygger på inhemskt och internationellt samarbete, speciellt det gemensamma experimentet med DIII-D-teamet från General Atomics, USA. Som en öppen internationell plattform, EAST lockar forskare hemma och utomlands som har gjort stora bidrag till experimentet.
EAST-teamet rapporterade uppnåendet av stabilt H-läge över 60-talet i det inbjudna föredraget den första dagen av IAEA:s 26:e Fusion Energy Conference. Kredit:EAST team
I den senaste kampanjen, EAST-teamet optimerade det integrerade driftscenariot ytterligare och lyckades producera urladdningar i H-läge i stabilt tillstånd över 60-talet med plasmaprestanda förhöjda avsevärt jämfört med tidigare 32s H-lägesurladdningar.
Dessa nya resultat kännetecknades av helt icke-induktiv strömdrift med noll slingspänning, ITER-liknande RF-värme domineras via effektiv koppling mellan LHW, ECRH och ICRF, verifiering på minutnivå av ITER-liknande volframavledningsfunktion, och bra energiinnehåll.
Dessutom, drift med kantlokaliserade lägen med liten amplitud reducerade effektivt toppvärmebelastningen på avledarens målplatta och inflödet av volframföroreningar. Den ITER-relevanta operationserfarenheten från EAST kommer att ge kunskap för framtida operationer på ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) och CFETR (China Fusion Engineering Test Reactor).
Denna prestation presenterades i ett föredrag den första dagen av den 26:e IAEA Fusion Energy Conference och väckte uppmärksamhet och diskussion bland forskare från olika länder och organisationer. Prof. Yutaka Kamada vid National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology, i sin sammanfattande rapport, lyfte fram EAST steady-state H-mode-experimentet och dess relevans för ITER-projektet, speciellt operationen med volframavledaren.
Som grundscenario för drift av ITER, det är avgörande att ha effektiv värmeavledningsförmåga under RF-värmedominerade lågvridmomentdrifter och volframavledare i linje med EASTs unika kapacitet. Och EAST är hittills den enda helt supraledande tokamak med dessa två funktioner, samt den långa pulsdriftskapaciteten. Således, dess steady-state operationsscenario kommer att vara en viktig referens för ITER och framtida fusionsreaktorer.
