為了維持聚變堆的高功率穩(wěn)態(tài)運行,需要限制芯部雜質(zhì)濃度。對于高Z材料由于其容易輻射能量的特性,導致其芯部能夠允許的濃度更低。然而由于低Z材料的高腐蝕性以及氚滯留問題,我們不得不考慮使用高Z材料作為面向等離子體材料。對于高Z面向等離子體材料,W是最好的選擇,因為它有最高的結(jié)合能,因此更難被腐蝕。另一方面,由于工程限制,需要限制到達偏濾器的能流,通過在外圍充中等質(zhì)量數(shù)雜質(zhì)粒子（Ne,Ar）進入等離子體的方式可以有效的輻射能量,減少到達偏濾器靶板的能流。然而,這些充入的雜質(zhì)氣體會進一步通過撞擊壁材料的方式濺射出W雜質(zhì),進而影響W離子的芯部濃度。對于CFETR裝置,已經(jīng)有針對充雜質(zhì)氣體條件下,僅考慮W靶板濺射的模擬研究,但全鎢壁的模擬研究尚未開展。本文通過SOLPS計算邊界等離子體背景,再通過DIVIMP計算鎢雜質(zhì)濃度的方式,基于下單零偏濾器位形,在不同Ne注入率條件下對全鎢壁CFETR雜質(zhì)腐蝕和輸運進行模擬研究。為了考察主等離子體室壁濺射的影響,將SOLPS計算網(wǎng)格最外側(cè)磁面的等離子體以指數(shù)衰減的方式外推至壁上,以估算壁上的鎢濺射通量。模擬結(jié)果表明,提高Ne的充氣率能有效減少芯部W雜質(zhì)濃度,僅... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 托卡馬克和邊界等離子體
        1.1.1 托卡馬克簡介
        1.1.2 刮削層和偏濾器
        1.1.3 偏濾器運行模式
    1.2 面向等離子體材料
        1.2.1 材料的腐蝕
        1.2.2 雜質(zhì)對主等離子體性能的影響
        1.2.3 實驗裝置的壁材料
    1.3 中國聚變工程實驗堆
    1.4 本文研究內(nèi)容及意義
第2章 SOLPS及DIVIMP軟件
    2.1 邊界等離子體模擬程序SOLPS
        2.1.1 邊界等離子體流體程序B2.5
        2.1.2 蒙特卡洛中性粒子輸運程序EIRENE
        2.1.3 計算區(qū)域劃分
    2.2 邊界雜質(zhì)輸運程序DIVIMP
        2.2.1 雜質(zhì)離子輸運
        2.2.2 快速再沉積過程
        2.2.3 DIVIMP程序的原理和運行
第3章 鎢壁條件下CFETR芯部鎢雜質(zhì)濃度模擬
    3.1 Ne輻射雜質(zhì)注入時背景等離子體模擬
        3.1.1 SOLPS模擬網(wǎng)格及輸入?yún)?shù)
        3.1.2 偏濾器等離子體狀態(tài)
    3.2 芯部鎢雜質(zhì)濃度的DIVIMP模擬
        3.2.1 模擬設置
        3.2.2 濺射通量分布
        3.2.3 鎢雜質(zhì)的二維分布
        3.2.4 芯部鎢雜質(zhì)濃度的影響因素分析
第4章 總結(jié)和展望
    4.1 研究工作總結(jié)
    4.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國聚變工程實驗堆雪花偏濾器脫靶運行的SOLPS模擬[J]. 吳昊聲,毛世峰,陳彬,張傳家,羅正平,郭勇,彭學兵,葉民友.  核技術. 2015(11)



本文編號：3141269