近日，等離子體所EAST團(tuán)隊(duì)科研人員在強(qiáng)撕裂模爆發(fā)條件下激發(fā)阿爾文本征模不穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果由徐明副研究員以快報(bào)的方式發(fā)表在Nuclear Fusion期刊。

　　強(qiáng)撕裂模條件下的比壓阿爾文本征模實(shí)驗(yàn)研究起始于2005年的FTU裝置，而EAST上則在2013年開始這類不穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究 (Ming Xu et al 2013 Plasma Phys. Control. Fusion 55 065002)，其模的主要特征表現(xiàn)為成對(duì)出現(xiàn)，傳播方向相反，且在磁島坐標(biāo)系下表現(xiàn)為駐波結(jié)構(gòu)。由于這類現(xiàn)象的復(fù)雜性，其相關(guān)物理機(jī)制至今仍然沒有比較明確的定論。科研人員通過對(duì)近年內(nèi)EAST上各種不同的激發(fā)條件進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)這類不穩(wěn)定性和外界的雜質(zhì)注入存在密切的關(guān)系。本文選取了兩個(gè)不同時(shí)刻的重雜質(zhì)注入過程，并加入NBI調(diào)制注入的實(shí)驗(yàn)條件，主要結(jié)果可概括為首次系統(tǒng)全面給出了q=2面附近“snake”擾動(dòng)分布，其沿著極向具有強(qiáng)的不對(duì)稱性；首次在q=2面附近觀察到了徑向離散的兩對(duì)BAEs，其中頻率相對(duì)低的那對(duì)分布在外側(cè)；對(duì)BAEs連續(xù)譜的分裂理論進(jìn)行了相對(duì)全面的討論。

　　此外，科研人員還利用已知的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出了合理的推測(cè)：當(dāng)高Z雜質(zhì)（鎢）注入等離子體中發(fā)生了兩類過程——被排出等離子體或消融聚芯。當(dāng)鎢雜質(zhì)直接被排出等離子體的過程中，在q=2面附近形成了類雙撕裂模的極向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，同時(shí)該撕裂模強(qiáng)烈依賴于NBI源的注入方向；而在鎢雜質(zhì)消融聚芯的過程中，在q=2面附近激發(fā)了“snake”擾動(dòng)，這類極向不對(duì)稱性的“snake”擾動(dòng)有利于兩對(duì)徑向離散BAEs不穩(wěn)定性的激發(fā)，且這類撕裂模不依賴于NBI的注入方向。

　　以上工作獲得等離子體所相關(guān)科研人員的鼎力支持，并得到了國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、中科院以及合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等項(xiàng)目的資助。

　　論文鏈接：http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/aae8b7/meta 

　　圖1 常規(guī)和新觀察的時(shí)序圖，其中兩對(duì)BAEs和2/1“snake”撕裂模擾動(dòng)共存，爆發(fā)2/1類雙撕裂模不穩(wěn)定性時(shí)BAEs不穩(wěn)定性消失

　　圖2 兩類2/1撕裂模不穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)對(duì)比，——其中(a),(c),(d)表示的為“snake”擾動(dòng)，(b),(e),(f)表示的為類雙撕裂模擾動(dòng)

　　圖3 徑向離散的雙BAEs結(jié)構(gòu)