中國聚變工程試驗堆(CFETR)可能是中國下一代聚變裝置,其目標(biāo)除了演示聚變能的產(chǎn)生之外,還將測試聚變堆的材料性能、關(guān)鍵技術(shù)以及驗證氚自持。CFETR的概念設(shè)計研究已經(jīng)完成,目前在該基礎(chǔ)上正在進一步開展物理和工程設(shè)計工作。本文的主要內(nèi)容是圍繞著CFETR的芯部物理設(shè)計展開。本文利用集成模擬為CFETR設(shè)計并優(yōu)化了兩類穩(wěn)態(tài)運行方案,若以加熱和電流驅(qū)動方式進行區(qū)分,這兩類運行方案分別是中性束主導(dǎo)和射頻波主導(dǎo)的運行方案。我們發(fā)現(xiàn)這兩類運行方案都能夠完成CFETR的聚變功率設(shè)計目標(biāo)。在中性束主導(dǎo)的運行方案中我們創(chuàng)新性地提出利用低注入能量和高注入能量中性束組合的方式來優(yōu)化等離子體性能。低注入能量的中性束提供較大的轉(zhuǎn)矩,利于有效驅(qū)動等離子體旋轉(zhuǎn)從而改善等離子體約束和宏觀磁流體性能;高注入能量的中性束能夠有效驅(qū)動電流以達(dá)成完全非感應(yīng)電流運行的目標(biāo)。本文采用了電子回旋波和低雜波兩種射頻波來實現(xiàn)射頻波主導(dǎo)的運行方案,不同于傳統(tǒng)的低場側(cè)入射,我們將電子回旋波設(shè)置為高場側(cè)垂直入射以獲得更高的電流驅(qū)動效率;將低雜波設(shè)置為高場側(cè)入射也可以有更好的可近性從而其功率能夠盡可能在芯部沉積。在中性束主導(dǎo)運行方案的基礎(chǔ)上...

【文章來源】： 華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：155 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 托卡馬克集成模擬
    1.3 本文內(nèi)容安排
2 托卡馬克等離子體運行模式
    2.1 標(biāo)準(zhǔn)運行模式
    2.2 反磁剪切運行模式
    2.3 混合運行模式
    2.4 其他先進運行模式
    2.5 總結(jié)與討論
3 托卡馬克等離子體約束與輸運
    3.1 輸運概述
    3.2 線性微觀不穩(wěn)定性
    3.3 湍流輸運與帶狀流
    3.4 湍流輸運的數(shù)值模擬與建模
    3.5 總結(jié)
4 CFETR運行方案的模擬與優(yōu)化
    4.1 集成模擬程序
    4.2 集成模擬流程
    4.3 運行方案模擬及優(yōu)化
    4.4 雜質(zhì)對聚變性能影響
    4.5 總結(jié)與展望
5 TGLF輸運模型的實驗驗證與發(fā)展
    5.1 TGLF輸運模型
    5.2 TGLF輸運模型的發(fā)展：TGLF-Vx
    5.3 TGLF在強電磁湍流下的應(yīng)用
    5.4 總結(jié)和展望
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
附錄2 攻讀學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)會議



本文編號：3527048