發(fā)布時間：2021-07-23 00:46

　　在托卡馬克中,等離子體大破裂時所感生的環(huán)向電場,會持續(xù)加速速度超過某一臨界值的熱電子而使之成為逃逸電子。通常,這些逃逸電子的能量能夠達到幾十甚至幾百兆eV,它們會對裝置第一壁造成嚴重損傷,因此,托卡馬克中等離子體大破裂期間逃逸電子行為的研究成為了國內(nèi)外聚變領(lǐng)域的重要課題之一。本文主要模擬研究托卡馬克大破裂期間逃逸電子產(chǎn)生與擴散的行為。整個工作以HL-2A第15335次放電的實驗參數(shù)為模擬參數(shù),所用模型耦合了逃逸電子初級機制產(chǎn)生率方程、次級機制產(chǎn)生率方程、或由磁擾動引起的擴散項以及麥克斯韋方程組。首先,在不考慮磁擾動的情況下我們模擬并從理論上分析了HL-2A托卡馬克大破裂期間環(huán)形效應(yīng)和有效離子電荷數(shù)對逃逸電子產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明：環(huán)形效應(yīng),包括電導(dǎo)率的新經(jīng)典修正和次級機制產(chǎn)生率方程的修正,對逃逸電子影響較小。對結(jié)果的理論分析也得出：隨著有效離子電荷數(shù)的增加（由注入的或破裂時逃逸電子與器壁碰撞所濺射出的雜質(zhì)的增加導(dǎo)致）產(chǎn)生的逃逸電子數(shù)目也會增多,進而使得歐姆電流轉(zhuǎn)化為逃逸電流的幾率增加。其次,我們考慮磁擾動對HL-2A托卡馬克大破裂期間逃逸電子的影響,即在逃逸電子產(chǎn)生率方程中加入由磁擾動引... 

【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)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

托卡馬克工作原理圖

伴隨著托卡馬克研究的熱潮，己有30多個國家建造了幾十個托卡馬克裝置，具有代表性的裝置如歐盟的JET (Joint European Torus)，是現(xiàn)今建成的最大的托卡馬克裝置（大半徑約3 m，小半徑為0.96 m)；美國的DIII-D (可進行等離子體破裂研究）以及 Alcator C-mod；德國的 ASDEX-upgrade 以及 TEXTOR(Tokamak Experimentalfor Technology Oriented Research,采用各態(tài)歷經(jīng)偏濾器，Dynamic Ergodic Divertor)；日本的JT-60U;還有位于我國合肥的EAST (原名HT-7U，具有大拉長比非圓截面的全超導(dǎo)雙零點的托卡馬克裝置[1]，擁有全超導(dǎo)性能的還有韓國的KSTAR)、HT-7以及位于成都的HL-2A (HuanLiuqi-2A)，一款具有圓截面等離子體的托卡馬克裝置。在這些各具特色的Tokamak上，理論模擬和實驗上的研究均開展著，這為擬建中的國際熱核聚變實驗堆 ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)提供了科學(xué)理論及工程上的指導(dǎo)。ITER是具有極向偏濾器的單零點D形截面的托卡馬克裝置[4],由11個主要部分構(gòu)成，其設(shè)計主要特征如圖1.2所示。ITER計劃是在1985年由美國、前蘇聯(lián)、歐盟、日本等國啟動的。在經(jīng)歷了美國的退出與再加入，以及中國、韓國、印度的加入之后，七方代表于2006年11月21日正式簽署協(xié)定，從而全面啟動建造ITER這一人類開發(fā)新能源的宏偉計劃。

圖1.3 HL-2A托卡馬克第15335次破裂放電實驗中電壓與電流隨時間的演化圖[9]Fig. 1.3 Time evolution of voltage and current in the No. 15335 disruption experiment ofthe HL-2A tokamak-6 -

【參考文獻】：
期刊論文
[1]HL-2A等離子體破裂期間逃逸電子演化模擬[J]. 吳娜,王中天,桑超峰,張軼潑,王德真.  核聚變與等離子體物理. 2013(04)
[2]托卡馬克等離子體電流爬升階段逃逸電子行為[J]. 盧洪偉,胡立群,林士耀,周瑞杰,羅家融,鐘方川.  強激光與粒子束. 2011(08)
[3]提升等離子體初始密度抑制逃逸電子的實驗研究[J]. 竹錦霞,段卓琦,巨洪軍,蔡武德,朱俊,陳忠勇.  核聚變與等離子體物理. 2010(04)
[4]全超導(dǎo)托卡馬克裝置歐姆放電逃逸電子行為研究[J]. 盧洪偉,胡立群,江勇,林士耀,陳開云,段艷敏,許平.  原子能科學(xué)技術(shù). 2009(01)
[5]托卡馬克等離子體中內(nèi)部磁擾動的測量研究[J]. 鄭永真,齊昌煒,丁玄同,酈文忠.  物理學(xué)報. 2006(01)

碩士論文
[1]環(huán)流器二號A等離子體破裂期間逃逸電子模擬研究[D]. 吳娜.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：3298242