近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所EAST團(tuán)隊(duì)在一類特殊的鋸齒振蕩期間觀察到比壓阿爾芬聲波本征模（BAAE）。

在EAST超導(dǎo)托卡馬克裝置中，研究人員通過實(shí)驗(yàn)觀察到模數(shù)為m=2/n=1雙撕裂模（DTM）觸發(fā)的一類特殊鋸齒振蕩（以下簡稱DTRC）。DTRC的振蕩周期大于100ms，在振蕩期間先后觀察到了高能離子激發(fā)的比壓阿爾芬本征模（BAEs）以及反剪切阿爾芬本征模（RSAE），并伴隨著電子內(nèi)部輸運(yùn)壘（ITB）的形成過程。當(dāng)離子回旋共振加熱（ICRH）的輸出功率足夠高時，DTRC振蕩期間能夠激發(fā)一類新的阿爾文本征模——BAAE，且與BAEs-SAEs共存。

對BAAE的模特征結(jié)構(gòu)和激發(fā)條件進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，BAAE和BAEs的徑向結(jié)構(gòu)相類似，BAAE在徑向更靠外且徑向范圍更寬。隨著最小安全因子qmin的減?。╭min＜1），BAAE和RSAE的頻率同步向上增大。此外，BAAE可以作為安全因子剖面的重要限制條件，當(dāng)DTRC振蕩周期大于某一閾值時，BAAE即可被激發(fā)。由于DTRC的振蕩周期強(qiáng)烈依賴于ICRH的輸出功率，因此DTRC的振蕩周期為BAAE激發(fā)的一個重要的因素。qmin附近的電子溫度的梯度隨著DTRC的周期增大而增大，同時芯部區(qū)域的高能離子份額也隨之增加。因此，BAAE由捕獲高能離子通過環(huán)向進(jìn)動共振激發(fā)。

BAAE現(xiàn)象是當(dāng)前ITPA研究領(lǐng)域的一個重要分支，在EAST上開展的BAAE實(shí)驗(yàn)觀察和研究進(jìn)展，有助于推動國際磁約束聚變領(lǐng)域高能粒子的實(shí)驗(yàn)研究。

相關(guān)成果發(fā)表在Nuclear Fusion上。研究獲得國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：BAAE BAEs-RSAEs(ITB) 

EAST上DTRC振蕩期間，BAAE，BAEs-RSAEs本征模的激發(fā)

BAAE存在時間和DTRC振蕩周期的關(guān)系