反场箍缩磁约束聚变实验室在使用多普勒反射计对鱼骨不稳定性进行测量的研究中取得进展

发布时间：2025-12-15浏览次数：16

近日，等离子体物理与聚变工程系刘阿娣副教授课题组在东方超环托卡马克装置（EAST）上使用W波段多普勒反射计对鱼骨模不稳定性速度扰动的测量取得了初步结果。研究成果以“Measurements of the E × B velocity fluctuation associated with the fishbone instability using the Doppler reflectometry on EAST”为题发表于 Nuclear Fusion期刊上。论文第一作者为高刘天博士，通讯作者为刘阿娣副教授和刘朝阳博士。

论文链接：https://doi.org/10.1088/1741-4326/ae1048
内容简介：

通过W波段多普勒反射计观察到了鱼骨模相关的显著的多普勒频移（fd）振荡。传统观点认为，对于像鱼骨模这样的大尺度MHD不稳定性，多普勒反射计观察到的对应fd扰动主要来自于MHD在截止层处对微波入射角度的调制效应，不能反应速度扰动。本文通过模型分析和全波模拟证明，特定条件下在对鱼骨模这样的kink模的测量中，入射角度调制及其他效应导致的fd扰动仅为实验观测值的20%左右，fd扰动主要还是来自鱼骨模自身的速度扰动，可以被视为是对速度扰动的测量。

图1多普勒反射计观察到的鱼骨模相关的fd扰动

图2全波模拟计算得到的入射角度调制效应对fd扰动的贡献
多普勒反射计的测量结果显示，鱼骨模极向速度扰动的大小为1~5km/s；其与磁扰动成线性关系，符合理想MHD模型；其大小与使用偏振干涉仪（POINT）估计得到的径向速度扰动大小相当，符合不可压缩假设的推论。

图3多普勒反射计对鱼骨速度扰动的测量结果

该工作得益于多途径磁约束核聚变研究中心团队以及合肥物质科学研究院等离子体物理研究所EAST团队的通力协作；该工作得到了自然科学基金、国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自然科学基金面上项目、以及中央高校基本科研业务费专项资金、合肥大科学中心协同创新培育基金的资助和支持。