EAST臺(tái)基湍流對(duì)邊界局域模影響的實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-09 21:19
隨著科技的不斷進(jìn)步,人類對(duì)能源使用日益增長(zhǎng)。受控?zé)岷司圩円蛟蠘O其豐富,釋放能量巨大,并且核聚變能源幾乎不會(huì)對(duì)環(huán)境有任何的污染,是未來(lái)能源發(fā)展中最有潛力的一種清潔能源。目前,托卡馬克(Tokamak)是研究核聚變的主流裝置,伴隨著高約束模(H-mode)的出現(xiàn),等離子體臺(tái)基區(qū)由剝離-氣球模(Peeling-Ballooning mode)驅(qū)動(dòng)的邊界局域模(Edge Localized Mode,ELM),將釋放出大量的瞬態(tài)熱量,沿著磁力線沖擊在偏濾器和第一壁上,在未來(lái)的發(fā)展中,面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是等離子體與壁的相互作用(Plasma-Wall Interaction,PWI),若不對(duì)ELM進(jìn)行控制,對(duì)于未來(lái)反應(yīng)堆,熱負(fù)荷對(duì)偏濾器靶板的侵蝕將會(huì)是非常致命。另外,大量的實(shí)驗(yàn)證明,臺(tái)基湍流在ELM爆發(fā)和臺(tái)基演化中起著重要作用。因此,對(duì)ELM及臺(tái)基湍流的相關(guān)物理問題的研究至關(guān)重要,這也是本文總結(jié)研究EAST上ELM行為特征的原因。本文統(tǒng)計(jì)了 EAST上2015年高βN(最大值大于1.5)等離子體中ELM頻率(fELM)和能量損失(WELM)與加熱功率的依賴關(guān)系,發(fā)現(xiàn)ELM頻率隨著通過分界面(...
【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)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?D-D、D-T和D-He3反應(yīng)截面積(兩個(gè)D-D反應(yīng)具有近似的截面積)??
?(L14)??綜上所述,在均勻恒定磁場(chǎng)中,帶電粒子以繞磁力線為回旋中心作螺旋線??運(yùn)動(dòng),即帶電粒子在垂直磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)將受到磁場(chǎng)的約束,如圖1.3所示。??若粒子受到其它力的作用,例如受到周圍粒子的碰撞,將有可能發(fā)生跨越??■子-v)??\回臁中??電子??圖1.3帶電粒子在均勻恒定磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡??磁力線的運(yùn)動(dòng),此時(shí)要維持等離子體垂直方向的約束,必須要求系統(tǒng)中磁??場(chǎng)的橫向尺度遠(yuǎn)大于粒子的回旋半徑,或者要有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng),在大多數(shù)??已建成的磁約束聚變裝置中,主磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度從1?10?T不等,在磁感??應(yīng)強(qiáng)度為5?T的磁場(chǎng)中,能量為10?keV的氘離子的拉莫爾半徑為0.27?cm,??能量為3.5?MeV的高能a粒子的拉莫爾半徑為4?cm[20]。理論上聚變反應(yīng)??堆中磁場(chǎng)越高,對(duì)等離子體的約束越好。??在未來(lái)的商用磁約束聚變反應(yīng)堆中,除了要解決等離子體約束(《)的問??題
子的梯度漂移和電漂移;(3)極向場(chǎng)線圈(Poloidal?field?coils,PF),產(chǎn)生極向磁??場(chǎng),平衡磁場(chǎng)的環(huán)效應(yīng),以及控制等離子體外形和位置,提升磁流體力學(xué)平衡。??基本磁場(chǎng)線圈結(jié)構(gòu)如圖1.4所示丨27]。??中心嫘線管(歐》??9>??極向史場(chǎng)?(Solenoid?coils)??(Poloidal?magnetic?field)?極向場(chǎng)線H??—?(Poloidal?field?coils)??形成的嫘場(chǎng)(環(huán)向場(chǎng)與極向場(chǎng)之和)?環(huán)向場(chǎng)線國(guó)??(Resuming?helical?magnetic?field)?(Toroidal?field?colls)??,?環(huán)向磁場(chǎng)(Toroidal?magnetic?field)??(Ohmic?current)??圖1.4磁約束聚變裝置托卡馬克磁場(chǎng)位形示意圖??經(jīng)歷半個(gè)多世紀(jì),托卡馬克的研宂取得很大進(jìn)展,目前世界上在運(yùn)行的裝置??主要有:俄羅斯的T-10?(1975),美國(guó)的DIII-D?(1980s)和NSTX?(1999),英國(guó)??的?JET?(1983)、MAST?(1999)和?ST25?(2014),日本的?JT-60?(1985,目前正在??升級(jí)?2015-2018:?JT-60SA),法國(guó)的?Tore?Supra?(1988),意大利的?FTU(?1990),??德國(guó)的?ASDEXUpgrade?(1991),瑞士的?TCV?(1992),中國(guó)的?EAST?(2006)和??HL-2A?(2002)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺析當(dāng)前我國(guó)霧霾現(xiàn)狀及治理對(duì)策[J]. 曹毅,王玉爽,岳坤,仇汝臣,鐘立梅. 山東化工. 2017(07)
[2]Realization of minute-long steady-state H-mode discharges on EAST[J]. 龔先祖,萬(wàn)寶年,李建剛,錢金平,李二眾,劉甫坤,趙燕平,王茂,徐旵東,A M GAROFALO,Annika EKEDAH,丁斯曄,黃娟,張凌,臧慶,劉海慶,曾龍,林士耀,沈飆,張斌,邵林明,肖炳甲,胡建生,胡純棟,胡立群,王亮,孫有文,徐國(guó)盛,梁云峰,項(xiàng)農(nóng). Plasma Science and Technology. 2017(03)
[3]Integrated Operating Scenario to Achieve 100-Second,High Electron Temperature Discharge on EAST[J]. 錢金平,龔先祖,萬(wàn)寶年,劉甫坤,王茂,徐旵東,胡純棟,王亮,李二眾,曾龍,提昂,沈飚,林士耀,邵林明,臧慶,劉海慶,張斌,孫有文,徐國(guó)盛,梁云峰,肖炳甲,胡立群,李建剛. Plasma Science and Technology. 2016(05)
[4]Development and Preliminary Commissioning Results of a Long Pulse 140 GHz ECRH System on EAST Tokamak(Invited)[J]. 徐旵東,王曉潔,劉甫坤,張健,黃懿赟,單家方,吳大俊,胡懷傳,李波,李妙輝,楊永,馮建強(qiáng),徐偉業(yè),湯允迎,韋維,徐立清,劉永,趙海林,J.LOHR,Y.A.GORELOV,J.P.ANDERSON,馬文東,吳則革,王健,張立元,郭斐,孫浩章,閆新勝,EAST Team. Plasma Science and Technology. 2016(04)
[5]First Achievement of Plasma Heating for EAST Neutral Beam Injector[J]. 胡純棟. Plasma Science and Technology. 2015(01)
[6]Observation of Pedestal Plasma Turbulence on EAST Tokamak[J]. 高翔,張濤,韓翔,張壽彪,王嵎民,劉子奚,楊曜,劉少承,史楠,凌必利,李建剛,the EAST team. Plasma Science and Technology. 2013(08)
[7]火與人類早期文明新論[J]. 高建新. 內(nèi)蒙古社會(huì)科學(xué)(漢文版). 2012(02)
[8]Measurement of Radiated Power Loss on EAST[J]. 段艷敏,胡立群,毛松濤,許平,陳開云,林士耀,鐘國(guó)強(qiáng),張繼宗,張凌,王亮. Plasma Science and Technology. 2011(05)
博士論文
[1]EAST托卡馬克上的多普勒背向散射儀[D]. 周楚.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3128332
【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)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?D-D、D-T和D-He3反應(yīng)截面積(兩個(gè)D-D反應(yīng)具有近似的截面積)??
?(L14)??綜上所述,在均勻恒定磁場(chǎng)中,帶電粒子以繞磁力線為回旋中心作螺旋線??運(yùn)動(dòng),即帶電粒子在垂直磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)將受到磁場(chǎng)的約束,如圖1.3所示。??若粒子受到其它力的作用,例如受到周圍粒子的碰撞,將有可能發(fā)生跨越??■子-v)??\回臁中??電子??圖1.3帶電粒子在均勻恒定磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡??磁力線的運(yùn)動(dòng),此時(shí)要維持等離子體垂直方向的約束,必須要求系統(tǒng)中磁??場(chǎng)的橫向尺度遠(yuǎn)大于粒子的回旋半徑,或者要有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng),在大多數(shù)??已建成的磁約束聚變裝置中,主磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度從1?10?T不等,在磁感??應(yīng)強(qiáng)度為5?T的磁場(chǎng)中,能量為10?keV的氘離子的拉莫爾半徑為0.27?cm,??能量為3.5?MeV的高能a粒子的拉莫爾半徑為4?cm[20]。理論上聚變反應(yīng)??堆中磁場(chǎng)越高,對(duì)等離子體的約束越好。??在未來(lái)的商用磁約束聚變反應(yīng)堆中,除了要解決等離子體約束(《)的問??題
子的梯度漂移和電漂移;(3)極向場(chǎng)線圈(Poloidal?field?coils,PF),產(chǎn)生極向磁??場(chǎng),平衡磁場(chǎng)的環(huán)效應(yīng),以及控制等離子體外形和位置,提升磁流體力學(xué)平衡。??基本磁場(chǎng)線圈結(jié)構(gòu)如圖1.4所示丨27]。??中心嫘線管(歐》??9>??極向史場(chǎng)?(Solenoid?coils)??(Poloidal?magnetic?field)?極向場(chǎng)線H??—?(Poloidal?field?coils)??形成的嫘場(chǎng)(環(huán)向場(chǎng)與極向場(chǎng)之和)?環(huán)向場(chǎng)線國(guó)??(Resuming?helical?magnetic?field)?(Toroidal?field?colls)??,?環(huán)向磁場(chǎng)(Toroidal?magnetic?field)??(Ohmic?current)??圖1.4磁約束聚變裝置托卡馬克磁場(chǎng)位形示意圖??經(jīng)歷半個(gè)多世紀(jì),托卡馬克的研宂取得很大進(jìn)展,目前世界上在運(yùn)行的裝置??主要有:俄羅斯的T-10?(1975),美國(guó)的DIII-D?(1980s)和NSTX?(1999),英國(guó)??的?JET?(1983)、MAST?(1999)和?ST25?(2014),日本的?JT-60?(1985,目前正在??升級(jí)?2015-2018:?JT-60SA),法國(guó)的?Tore?Supra?(1988),意大利的?FTU(?1990),??德國(guó)的?ASDEXUpgrade?(1991),瑞士的?TCV?(1992),中國(guó)的?EAST?(2006)和??HL-2A?(2002)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺析當(dāng)前我國(guó)霧霾現(xiàn)狀及治理對(duì)策[J]. 曹毅,王玉爽,岳坤,仇汝臣,鐘立梅. 山東化工. 2017(07)
[2]Realization of minute-long steady-state H-mode discharges on EAST[J]. 龔先祖,萬(wàn)寶年,李建剛,錢金平,李二眾,劉甫坤,趙燕平,王茂,徐旵東,A M GAROFALO,Annika EKEDAH,丁斯曄,黃娟,張凌,臧慶,劉海慶,曾龍,林士耀,沈飆,張斌,邵林明,肖炳甲,胡建生,胡純棟,胡立群,王亮,孫有文,徐國(guó)盛,梁云峰,項(xiàng)農(nóng). Plasma Science and Technology. 2017(03)
[3]Integrated Operating Scenario to Achieve 100-Second,High Electron Temperature Discharge on EAST[J]. 錢金平,龔先祖,萬(wàn)寶年,劉甫坤,王茂,徐旵東,胡純棟,王亮,李二眾,曾龍,提昂,沈飚,林士耀,邵林明,臧慶,劉海慶,張斌,孫有文,徐國(guó)盛,梁云峰,肖炳甲,胡立群,李建剛. Plasma Science and Technology. 2016(05)
[4]Development and Preliminary Commissioning Results of a Long Pulse 140 GHz ECRH System on EAST Tokamak(Invited)[J]. 徐旵東,王曉潔,劉甫坤,張健,黃懿赟,單家方,吳大俊,胡懷傳,李波,李妙輝,楊永,馮建強(qiáng),徐偉業(yè),湯允迎,韋維,徐立清,劉永,趙海林,J.LOHR,Y.A.GORELOV,J.P.ANDERSON,馬文東,吳則革,王健,張立元,郭斐,孫浩章,閆新勝,EAST Team. Plasma Science and Technology. 2016(04)
[5]First Achievement of Plasma Heating for EAST Neutral Beam Injector[J]. 胡純棟. Plasma Science and Technology. 2015(01)
[6]Observation of Pedestal Plasma Turbulence on EAST Tokamak[J]. 高翔,張濤,韓翔,張壽彪,王嵎民,劉子奚,楊曜,劉少承,史楠,凌必利,李建剛,the EAST team. Plasma Science and Technology. 2013(08)
[7]火與人類早期文明新論[J]. 高建新. 內(nèi)蒙古社會(huì)科學(xué)(漢文版). 2012(02)
[8]Measurement of Radiated Power Loss on EAST[J]. 段艷敏,胡立群,毛松濤,許平,陳開云,林士耀,鐘國(guó)強(qiáng),張繼宗,張凌,王亮. Plasma Science and Technology. 2011(05)
博士論文
[1]EAST托卡馬克上的多普勒背向散射儀[D]. 周楚.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3128332
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