發(fā)布時間：2021-07-12 02:03

　　磁約束聚變裝置中面向等離子體第一壁材料的腐蝕、雜質(zhì)輸運(yùn)以及再沉積,尤其是燃料的共沉積滯留對聚變反應(yīng)的運(yùn)行以及安全性具有重要的影響。第一壁材料表面成分狀態(tài)的在線監(jiān)測與分析能夠?yàn)榫圩兊倪\(yùn)行提供指導(dǎo)。由于聚變裝置條件限制,很多分析手段都不能用于在線分析,而基于激光燒蝕的激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）可實(shí)現(xiàn)非接觸、遠(yuǎn)程測量,因此能夠用于聚變裝置中第一壁沉積層成分、含量以及燃料滯留的在線分析與去除。針對這些問題,本論文主要開展了以下幾個方面的工作：第二章研究了激光和材料相互作用的特性,包括等離子體隨時間演化過程和等離子體羽速度以及等離子體參數(shù)（如電子激發(fā)溫度、電子密度）變化及其和激光功率密度、背景氣體和壓強(qiáng)之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)電子激發(fā)溫度和電子密度隨激光功率增加而增加。采用激光燒蝕模擬裝置邊緣等離子體腐蝕材料產(chǎn)生的塵埃顆粒特性,通過研究不同激光功率條件下材料的燒蝕率和燒蝕閾值,研究激光和材料相互作用過程機(jī)理,得到了激光燒蝕材料的三個階段：正常蒸發(fā)、等離子體屏蔽和相爆炸階段。通過比較不同激光功率密度條件下光子效率以及光譜行為,發(fā)現(xiàn)等離子體屏蔽階段最適于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的在線分析。激光消融去除的研究中,本... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

世界能源消耗情況[2]

象。物理濺射產(chǎn)額和入射粒子的能量有關(guān)，與勒材的種類、從等離子體芯部輸運(yùn)到材料表面的粒子具有很高的能量，料主要是原子量較輕的粒子，因此原子量比較低的第一壁系數(shù)較高而更容易濺射，而原子數(shù)較大的如媽，鉬的濺射由于入射粒子和物體表面元素發(fā)生化學(xué)方應(yīng)，產(chǎn)生可揮發(fā)以碳為第一壁材料的裝置中，如H，0與C結(jié)合形成CxH強(qiáng)升華子的轟擊在材料內(nèi)部成對產(chǎn)生間隙原子和空穴，在溫度較并最終從祀材表面熱解析出來，福射增強(qiáng)升華與入射粒子材料都有可能發(fā)生。量氦氣和高能氧的福照后會引起壁材料起泡等物理現(xiàn)象，紋等而損害第一壁。

采用不同壁材料的氣滯留量：藍(lán)線為全石墨壁材料，紅線為Be第一壁加W限制器的材料，紅紫色線代表采用CFC/W/Britium inventory in ITER for the all-C (blue line) and all-W optionthe initial material choice CFC/W/Be (magenta). In addition, retenoption of a full-W divertor and Be first wall are included (black li運(yùn)行過程中，燃料通過以下兒個途徑滯留于第一壁材料中積為碳復(fù)化合物；注入后擴(kuò)散和捕獲，高能粒子能夠直接注后留在材料里面；此外，中子福照引起的氦泡中也能滯留部經(jīng)濟(jì)的角度考慮，必須對燃料滯留進(jìn)行控制，ITER中能夠允0g[i9]。圖1.9給出了不同材料組合下ITER中氣滯留量估計(jì)，材料設(shè)計(jì)由于碳的共沉積使氖的滯留量在運(yùn)行100-300個400g的限定值。燃料滯留安全問題主要與T滯留有關(guān)，但是現(xiàn)留成分進(jìn)行分析。分析壁材料腐燭、材料輸運(yùn)和燃料的滯留是ITER最重要的任

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]摻雜石墨作為面對等離子體材料的應(yīng)用研究[J]. 劉占軍,郭全貴,宋進(jìn)仁,劉朗,陳俊凌,李建剛.  核聚變與等離子體物理. 2006(04)



本文編號：3278966