新能源的開發(fā)是解決現(xiàn)今能源危機(jī)的重要途徑,聚變能以高能量輸出、產(chǎn)物污染小、安全性高等特點(diǎn)成為當(dāng)代研究的熱點(diǎn)。在過去的幾十年里,以磁約束聚變托卡馬克裝置實(shí)現(xiàn)聚變放電的方式逐漸成為聚變能研究人員研究的主要熱點(diǎn)之一,并且取得巨大進(jìn)展。然而,還是有很多實(shí)際的、反應(yīng)堆所面臨的聚變技術(shù)問題需要考慮,比如偏濾器的設(shè)計(jì)、超導(dǎo)磁體技術(shù)、負(fù)離子驅(qū)動(dòng)源的完善等問題仍有待研究解決。為此,需要對托卡馬克裝置運(yùn)行及控制進(jìn)行仿真與實(shí)驗(yàn)研究,并做進(jìn)一步的控制反饋與物理研究。由于裝置內(nèi)聚變的發(fā)生都是在等離子體的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的,因此通過診斷等離子體的各項(xiàng)參數(shù)信息,對磁約束聚變裝置的完善、聚變技術(shù)問題的解決具有十分重要的意義。電荷交換復(fù)合光譜CXRS(Charge eXchange Recombination Spectroscopy)和束發(fā)射光譜診斷技術(shù)BES(Beam Emission Spectroscopy)是磁約束托卡馬克裝置中常用且有效的診斷方法。目前,CXRS主要用于測量裝置內(nèi)等離子體的離子溫度、旋轉(zhuǎn)速度以及雜質(zhì)離子的密度,BES可用于測量中性束能量成分比、等離子體磁場分布等重要參數(shù),也可用于研究等離子體密度、離子與電子溫度的漲落。本文基于核工業(yè)西南物理研究所的HL-2A托卡馬克裝置,對裝置上BES和CXRS診斷系統(tǒng)所采集的光譜信息進(jìn)行成分?jǐn)M合處理,結(jié)合相關(guān)原理,準(zhǔn)確分離出各個(gè)譜線成分,并利用擬合結(jié)果完成中性束能量比、安全因子徑向分布、離子溫度、旋轉(zhuǎn)速度等重要參數(shù)的計(jì)算。此外,結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件,模擬出CXRS和BES的譜線結(jié)果并計(jì)算相關(guān)參數(shù),與實(shí)驗(yàn)擬合結(jié)果進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,證明了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。該模擬程序可用于托卡馬克裝置的性能預(yù)測,模擬結(jié)果對托卡馬克裝置的優(yōu)化升級具有重要的參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TL631.24
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 能源危機(jī)與聚變能
    1.2 托卡馬克裝置
    1.3 內(nèi)容安排
第二章 高溫等離子體的光譜輻射
    2.1 韌致輻射
    2.2 復(fù)合輻射
    2.3 線輻射
第三章 光譜診斷系統(tǒng)介紹
    3.1 BES診斷系統(tǒng)
    3.2 CXRS診斷系統(tǒng)
    3.3 模擬程序介紹
第四章 束發(fā)射譜的實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果
    4.1 實(shí)驗(yàn)光譜處理
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.2.1 中性束各個(gè)能量成分比
        4.2.2 安全因子徑向分布
    4.3 BES模擬結(jié)果分析
第五章 電荷交換譜的實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果
    5.1 實(shí)驗(yàn)光譜處理
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 離子溫度
        5.2.2 環(huán)向旋轉(zhuǎn)速度
    5.3 CXRS模擬結(jié)果分析
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果

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