新聞網(wǎng)訊 近日，電氣學(xué)院磁約束聚變與等離子體國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室陳忠勇教授等人的論文“J-TEXT托卡馬克上鎖模對(duì)破裂期間逃逸電子的抑制”（Suppression of runaway electrons by mode locking during disruptions on J-TEXT) (Z.Y. Chen et al 2018 Nucl. Fusion 58 082002 )被核聚變領(lǐng)域的國(guó)際權(quán)威期刊Nuclear Fusion列為2018年7月最受讀者歡迎的論文（Most read）之一。

等離子體破裂緩解是實(shí)現(xiàn)托卡馬克磁約束聚變能源的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題之一。破裂期間產(chǎn)生的高能逃逸電子能量可高達(dá)幾十到幾百MeV，當(dāng)其在無(wú)緩解條件下直接轟擊裝置壁上會(huì)造成壁材料的損傷，嚴(yán)重威脅托卡馬克裝置的安全運(yùn)行。因此逃逸電子的控制和抑制是當(dāng)前等離子體破裂緩解的首要任務(wù)。外加共振磁擾動(dòng)抑制逃逸電子的方法是通過(guò)共振磁擾動(dòng)破壞等離子體磁面結(jié)構(gòu)，使得逃逸電子約束變差從而在逃逸電子在還沒雪崩增長(zhǎng)之前發(fā)生快速損失。目前該方法已在國(guó)際上多個(gè)裝置（TEXTOR, DIII-D, JET, J-TEXT等）進(jìn)行了探索，但其結(jié)果較為離散，說(shuō)明共振磁擾動(dòng)抑制逃逸電子還有許多關(guān)鍵因素值得研究。

陳忠勇等人借助于J-TEXT托卡馬克先進(jìn)的擾動(dòng)場(chǎng)研究了共振磁擾動(dòng)（m/n=2/1）對(duì)破裂期間逃逸電子的抑制。該實(shí)驗(yàn)利用大量氬氣注入使得擁有預(yù)存磁島的等離子發(fā)生破裂，形成穩(wěn)定的逃逸電流平臺(tái)。強(qiáng)度為2.8Gs的2/1模式靜態(tài)共振擾動(dòng)場(chǎng)在等離子體熱淬滅之前投入，用于降低撕裂模的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率并實(shí)現(xiàn)鎖模。通過(guò)改變共振擾動(dòng)場(chǎng)的投入時(shí)間，發(fā)現(xiàn)當(dāng)鎖模發(fā)生時(shí)間比等離子體破裂時(shí)間提前4ms時(shí)，破裂期間的逃逸電子能被完全抑制，如圖1所示。其可能原因是大磁島在破裂期間形成的強(qiáng)烈磁擾動(dòng)破壞了等離子體中的完整磁面，從而加速逃逸電子的徑向輸運(yùn)，促使了逃逸電流的完全抑制。NIMROD模擬也證明了在預(yù)存大磁島條件下，破裂期間產(chǎn)生大規(guī)模的隨機(jī)化使得逃逸電子迅速的損失，抑制了逃逸電流的形成。

該論文針對(duì)共振擾動(dòng)場(chǎng)對(duì)逃逸電子抑制的影響提出了鎖模時(shí)間及磁島寬度對(duì)逃逸電流的影響，受到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。這篇論文為共振磁擾動(dòng)對(duì)等離子體破裂下逃逸電子的產(chǎn)生和抑制提供了新的思路，對(duì)下一代裝置上逃逸電子的抑制和控制具有重要參考意義。