湍流輸運是影響磁約束核聚變裝置中高溫等離子體約束性能的一個關(guān)鍵物理過程。大規(guī)�；匦齽永韺W(xué)模擬已經(jīng)成為研究激發(fā)湍流的微觀不穩(wěn)定性和湍流輸運等線性和非線性物理過程的主要工具。回旋動理學(xué)模擬的一個重要部分是關(guān)于準(zhǔn)確求解回旋動理學(xué)泊松方程,而其中一個關(guān)鍵在于準(zhǔn)確計算離子極化密度。離子極化密度包含兩部分,其中一部分因為離子回旋半徑的變化而產(chǎn)生,這一部分保留在傳統(tǒng)的回旋動理學(xué)模擬中;另一部分則因為離子密度的變化而產(chǎn)生,在托卡馬克堆芯的弱等離子體梯度條件下由于其為高階修正項故而在通常的回旋動理學(xué)模擬中被忽略,但是在高約束運行模式（H-mode-）下托卡馬克臺基區(qū)的強梯度條件下卻變得非常重要,可以影響不穩(wěn)定性和帶狀流響應(yīng)從而不能被忽略�；谝陨显�,我們圍繞離子極化密度在本論文中開展了一系列回旋動理學(xué)模擬工作,得到如下創(chuàng)新性的研究成果。（一）我們使用單粒子圖像解釋了兩部分極化密度的來源,分析了在不同參數(shù)下兩個部分的量級對比。為了驗證回旋動理學(xué)高階極化密度修正的存在,我們開發(fā)了基于托卡馬克環(huán)位形的高效求解全動理學(xué)粒子軌道的模擬算法,并且使用此模擬算法驗證了高階極化密度修正的必要性和準(zhǔn)確性。（二）我們改進... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

各種原子核的平均結(jié)合能.Fe“的平均結(jié)合能最高h1<

雖然快堆號稱可以將鈾的利用率提高１００倍，但其安全性和技術(shù)難度??阻礙了大規(guī)模的商業(yè)化。??如果注意到圖１．１中的Ｆｅ５６左側(cè)，我們可以看到輕核聚變產(chǎn)生的能量可以??達到每個原子核ＭｅＶ量級，遠遠超過了裂變釋放的能量，氫彈爆炸即為核聚變??能劇烈釋放的過程。聚變原料和產(chǎn)物基本都沒有放射性，是一種無污染的清潔能??源。聚變的要求極其苛刻，一旦不滿足條件則自行終止，大大提高了安全性。另??外，聚變的主要原料之一——氣——在自然界的氫元素中占比０．０２％，由于地球??上水的大規(guī)模存在，使得氘幾乎用之不竭，從一千克海水中提煉原料，聚變釋放??的能量相當(dāng)于３００升汽油，而地球上的海水約有１．３?ｘｌ０２１ｋｇ。聚變能源的優(yōu)點??幾乎使它成為可能的終極能源解決方案。將聚變能作為實用的能源需要聚變能量??緩慢釋放

研究主要集中在降低等離子體不穩(wěn)定性、加熱等離子體、延長約束時間等方面。??不同的磁場位形正是由于考慮到不同的不穩(wěn)定性而設(shè)計的。其中研究比較多的是??托卡馬克裝置和仿星器裝置，兩種裝置的位形如圖１．３和圖１．４。??圖１．３德國ＷＸ－７仿星器位形，藍色為裝置的線圈形狀，黃色為其中的等離子體Ｍ??ｍａｇｎｅｔｉｃ??Ｐｌａｓｍａ?／?Ｐｌａｓｍａ?Ｖａｃｕｕｍ?Ｖｅｓｓｅｌ??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｌｉｎｅｓ?ｏｆ?ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ??ｆｏｒｃｅ?ｆｉｅｌｄ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ??圖１．４托卡馬克示意圖ＰＩ??仿星器不需要持續(xù)的等離子體電流維持磁場，因此可以穩(wěn)態(tài)運行，但代價是??４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]A brief review:experimental investigation of zonal flows and geodesic acoustic modes in fusion plasmas[J]. 趙開君,董家齊,李繼全,嚴龍文.  Plasma Science and Technology. 2018(09)
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博士論文
[1]托卡馬克等離子體中測地聲模的理論研究[D]. 仇志勇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：3359044