《Plasma Science and Technology》亮点论文

3月17日，等离子体科学与技术（Plasma Science and Technology, PST）期刊公布了13篇PST Highlights of 2022，华中科技大学聚变所陈忠勇教授团队、梁云峰教授团队、郑玮副研究员团队分别发表的《Overview of runaway current suppression and dissipation on J-TEXT tokamak》（J-TEXT托卡马克逃逸电子抑制与耗散研究综述）、《Towards advanced divertor configurations on the J-TEXT tokamak》（J-TEXT托卡马克上的先进偏滤器位形）、《Overview of machine learning applications in fusion plasma experiments on J-TEXT tokamak》（机器学习在J-TEXT托卡马克聚变等离子体实验中的应用综述）论文入选。

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Puq5B1PI2et8YcBRDJxS7w

《Overview of runaway current suppression and dissipation on J-TEXT tokamak》

等离子体大破裂会产生的巨大的热负荷、电磁应力和大量的高能逃逸电子，这会对下一代大装置造成严重的损毁，因此破裂缓解是未来聚变堆面临的关键科学问题之一。课题组通过理论模拟与实验相结合的方法，实现了逃逸电子抑制和耗散的级联保护，取得了系列创新成果：解释了磁扰动作用逃逸电子的物理机制，实现了逃逸电子100%完全抑制；发展了高速、有效的大量杂质注入技术，实现了28 MA/s的世界最高逃逸电流耗散速率。该逃逸电子抑制与耗散具有很好的鲁棒性，为未来大装置上破裂缓解提供了重要的方向。

论文链接：https://doi.org/10.1088/2058-6272/aca272

《Towards advanced divertor configurations on the J-TEXT tokamak》

开发先进偏滤器位形，以解决热与粒子的排除及杂质控制问题，是目前磁约束聚变装置长脉冲、高参数等离子体运行面临的关键挑战。为支持先进偏滤器位形以及边界偏滤器物理研究，J-TEXT团队围绕新型偏滤器位形设计、边界等离子体诊断研发、边界集成模拟开发等方面开展了深入研究，并取得了重要进展。J-TEXT装置首次实现了强场侧极向偏滤器位形，同时成功演示了在托卡马克装置中使用共振扰动场形成磁岛偏滤器位形。此外，J-TEXT装置首次利用偏压电极主动驱动和控制刮削层（SOL）螺旋电流丝，以形成三维等离子体边界。基于上述新型偏滤器位形，J-TEXT团队在杂质屏蔽/输运、密度极限、偏滤器热负荷分布不对称性、辐射偏滤器、偏滤器脱靶等边界偏滤器物理方面进行了初步探索，并获得了丰富的实验结果。J-TEXT装置目前已完成1 MW ECRH辅助加热系统升级，有望使等离子体进入高约束运行模式（H模）。J-TEXT团队将进一步探索新型偏滤器位形与H模等离子体的兼容运行，为未来聚变堆偏滤器热流、粒子流及杂质的主动控制提供参考。

论文链接：https://doi.org/10.1088/2058-6272/acaa8d

《Overview of machine learning applications in fusion plasma experiments on J-TEXT tokamak》

文章介绍了在J-TEXT托卡马克实验中应用传统机器学习和深度学习方法在破裂预测和诊断数据处理方面的研究与应用，及其在实时或离线实验中的有效性。经过多年的研究，J-TEXT团队的破裂预测方法已能够高成功率地预测大部分类型的破裂，并留有足够的预警时间。此外，跨装置破裂预测方法也取得了很大的进展。文章还介绍了利用人工智能技术减少人工处理诊断数据的工作量，并提高诊断系统的稳健性的研究和进展。文章强调了模型的可解释性分析对于研究的重要性，以及这些模型如何与等离子体控制系统和其他系统合作，共同做出决策以支持实验的进一步发展。文章强调了机器学习技术在J-TEXT托卡马克等离子体实验中的重要性，以及其在提高对等离子体理解和控制方面的潜力。

论文链接：https://doi.org/10.1088/2058-6272/ac9e46

期刊介绍：《等离子体科学和技术（英文版）》（月刊）（Plasma Science & Technology）创刊于1999年，是由中国科学院等离子体物理研究所主办的英文版学术期刊，被美国科学引文索引 (SCI)。在主编与审稿人的不断精益求精之下，近些年的影响因子不断提高，文章质量也越来越好！