針對(duì)鎢作為托卡馬克裝置中的面向等離子體材料,本文詳細(xì)分析了不同邊界等離子體狀態(tài)下鎢的腐蝕情況,對(duì)鎢的腐蝕機(jī)制,以及偏濾器靶板和第一壁腐蝕的鎢對(duì)芯部鎢濃度的影響開展了研究。研究?jī)?nèi)容分為兩個(gè)部分:1,研究了 DⅢ-D裝置高約束模式運(yùn)行狀態(tài)下偏濾器鎢的腐蝕機(jī)制;2,評(píng)估了 CFETR不同邊界等離子體狀態(tài)下偏濾器和第一壁的腐蝕情況,以及芯部的鎢濃度水平。對(duì)于DⅢ-D裝置,為了研究高約束運(yùn)行模式下鎢的腐蝕與邊界局域模（ELM）之間的關(guān)系,在鎢環(huán)系列實(shí)驗(yàn)中,3炮具有不同邊界局域模特性的放電被挑選出來(lái):單個(gè)ELM釋放的能量占總儲(chǔ)能的比例從3%變化到10%,ELM的頻率從18 Hz變化到70Hz。采用一維的自由流體模型（FSM）來(lái)分析ELM從中平面到靶板的輸運(yùn)時(shí)間,以及靶板上的電子密度。通過(guò)ELM的輸運(yùn)時(shí)間推測(cè)從臺(tái)基區(qū)輸運(yùn)出來(lái)的碳到達(dá)靶板時(shí)的價(jià)態(tài),而ELM期間靶板上的電子密度有助于獲得精確的鎢有效電離光子比（S/XB）。OEDGE程序被用來(lái)模擬沒(méi)有ELM時(shí)鎢的腐蝕,而一個(gè)基于TRIM.SP濺射程序開發(fā)的簡(jiǎn)單分析模型被用來(lái)計(jì)算ELM期間鎢的腐蝕情況,且在這兩部分模擬工作中,鎢環(huán)上都被認(rèn)為是沉積了部分碳的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１二十世紀(jì)世界能源占比??

無(wú)論是核裂變反應(yīng)還是核聚變反應(yīng)，其原理都是利用核反應(yīng)發(fā)生過(guò)程中的質(zhì)??量損失轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的能量。對(duì)于不同核素，其平均核子質(zhì)量與相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)之??間的關(guān)系如圖１．２所示，由于原子質(zhì)量數(shù)在５５左右的核素平均核子質(zhì)量最低，??因此裂變反應(yīng)通過(guò)一個(gè)高原子質(zhì)量數(shù)的核素裂變成兩個(gè)中等原子質(zhì)量數(shù)的核素，??從而實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，而兩個(gè)低原子質(zhì)量數(shù)的核子聚合成一個(gè)中等原子質(zhì)量數(shù)的??核子也可以將一定的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，這就是聚變反應(yīng)。??１?ｈｙｄｒｏｇｅｎ??｜??ｙ?＝??ｓ?％??〇?ｗ??ｉ?１??＾?Ｉ?？??＾ｈｅｌｉｕｍ??Ｅ?ｃａｒｂｏｎ?Ｒｓｓ，〇ｎ?ｒｅ＼ｅａｓｅｓｅｒ＾〇Ｖ＿?＾ａｍｉｍ??－ｏｘｙｇｅｎ?？?一＂＂＂一＊??ｌｅａｄ??ｉｒｏｎ??ｉ?ｉ?垂?Ｉ?Ｉ?ｉ?ｔ?Ｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｔ?ｉ?Ｉ?ｔ?ｔ?會(huì)?ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ??０?５０?１００?１５０?２００?２５０??ａｔｏｍｉｃ?ｍａｓｓ?ｎｕｍｂｅｒ?（ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｐｒｏｔｏｎｓ?ａｎｄ?ｎｅｕｔｒｏｎｓ）??圖１．２核子的平均質(zhì)量與原子質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系??質(zhì)量數(shù)為Ａ和Ｂ的核素發(fā)生聚變反應(yīng)，其質(zhì)量損失可以簡(jiǎn)單為示為：??ＡＭ?＝?ＡｘＭａ?＋?ＢｘＭｂ－（Ａ?＋?Ｂ）Ｍｃ?（１．１）??其中Ｍ４，?Ｍｓ，Ｍ＜；分別是核素Ａ，Ｂ，Ｃ的平均核子質(zhì)量。而根據(jù)質(zhì)能方程，這個(gè)??聚變反應(yīng)能夠產(chǎn)生Ｅ＝ＡＭｃ２的能量。??但是由于原子核帶正電，兩個(gè)原子核要聚合成為一個(gè)原子需要克服巨大的庫(kù)??３??

只有在很高的溫度下才能夠?qū)崿F(xiàn)聚變反應(yīng)。根據(jù)人們對(duì)不同核素之間聚變??反應(yīng)截面的研究，目前最有希望實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)有如下幾個(gè)：??Ｄ?＋?Ｄ?＾?ｉＨｅ?＋?ｎ?＋?３．３７ＭｅＶ?（１．２）??Ｄ?＋?Ｄ?—?Ｔ?＋?Ｐ?＋?４．０４?ＭｅＶ?（１．３）??Ｄ?＋?Ｔ?—?！Ｈｅ?＋?ｎ?＋?１７．６?ＭｅＶ?（１．４）??Ｄ?＋?養(yǎng)Ｈｅ?—金Ｈｅ?＋?１８．１４?ＭｅＶ?（１．５）??其對(duì)應(yīng)的反應(yīng)截面如圖１．３所示，雖然方程（１．５）所示的聚變反應(yīng)產(chǎn)能最高，??但是根據(jù)不同溫度下各反應(yīng)的反應(yīng)截面，方程１．４所示的氘氚聚變反應(yīng)是相對(duì)最??容易實(shí)現(xiàn)的，因此該反應(yīng)也是我們目前聚變研宄的首選。??？丨?ｙＩＩＭＩＩＩＩｒ?ｆｉ?｜｜ｌｆ＿ｉｒ＿＿?１＿＿？ｙ卿仙圓訓(xùn)｜?ｎ—■ｙ．－．－ｙ■剛??


本文編號(hào)：3000023