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在托卡马克的物理实验中,磁约束等离子体中粒子输运研究是一个非常重要的研究课题。考虑到这些循环的工作气体粒子最终以原子形式进入等离子体,在等离子体中通过碰撞电离维持电子密度和离子密度,主导整个等离子体行为。因此,对粒子循环和输运行为的研究就显得十分重要。区别于能量的输运,粒子输运的研究面临着估算粒子源的难度和存在复杂对流项的困难,而且对于这方面的研究,相关的报道也比较少。在众多研究粒子输运的方法中,密度调制法是目前为止研究输运系数和解决这些实验难点的一种最有效的方法。
本文首先详细介绍了HT-7上5道HCN干涉仪的构架和设备经过的改造,包括HCN远红外激光器,干涉仪的光路系统,以及信号检测和数据处理系统。在新的一轮HT-7的实验中,我们采用了新型的波导探测器,使得很多实验项目取得了不错的结果。
其次,系统的介绍了论文工程方面的内容,包括DCN激光器的不同工作模式的气体工作情况。在研发中的DCN双色激光器的台面上,我们对其中一台激光器进行了输出功率最大值对应的气体配比实验,以及阴极在不同放电模式下,对激光器的输出电压,工作电流等实验运行参数做了详尽的调研,总结出阴极切换工作模式时对应的工作参数范围。
最后,论文在物理方面的内容进行描述,即密度调制实验的研究。这轮实验是在HT-7经过大规模设备改造后进行的。HT-7托卡马克设备改造包括限制器位置的调整,锂涂层的使用等。实验结束后,实验数据对比2004年的实验结果扩散系数D和对流速度V,分析出在壁处理的优化能带来很大程度的粒子约束改善和良好的放电效果。