合肥研究院在比压阿尔芬声波本征模实验研究中取得进展学术资讯

内容来源：中国科学院

近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所EAST团队在一类特殊的锯齿振荡期间观察到比压阿尔芬声波本征模（BAAE）。

在EAST超导托卡马克装置中，研究人员通过实验观察到模数为m=2/n=1双撕裂模（DTM）触发的一类特殊锯齿振荡（以下简称DTRC）。DTRC的振荡周期大于100ms，在振荡期间先后观察到了高能离子激发的比压阿尔芬本征模（BAEs）以及反剪切阿尔芬本征模（RSAE），并伴随着电子内部输运垒（ITB）的形成过程。当离子回旋共振加热（ICRH）的输出功率足够高时，DTRC振荡期间能够激发一类新的阿尔文本征模——BAAE，且与BAEs-SAEs共存。

对BAAE的模特征结构和激发条件进行研究发现，BAAE和BAEs的径向结构相类似，BAAE在径向更靠外且径向范围更宽。随着最小安全因子qmin的减小（qmin＜1），BAAE和RSAE的频率同步向上增大。此外，BAAE可以作为安全因子剖面的重要限制条件，当DTRC振荡周期大于某一阈值时，BAAE即可被激发。由于DTRC的振荡周期强烈依赖于ICRH的输出功率，因此DTRC的振荡周期为BAAE激发的一个重要的因素。qmin附近的电子温度的梯度随着DTRC的周期增大而增大，同时芯部区域的高能离子份额也随之增加。因此，BAAE由捕获高能离子通过环向进动共振激发。

BAAE现象是当前ITPA研究领域的一个重要分支，在EAST上开展的BAAE实验观察和研究进展，有助于推动国际磁约束聚变领域高能粒子的实验研究。

相关成果发表在Nuclear Fusion上。研究获得国家磁约束核聚变能发展研究专项、国家自然科学基金等项目的资助。