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、關鍵技術以及驗證氚自持。CFETR的概念設計研究已經(jīng)完成,目前在該基礎上正在進一步開展物理和工程設計工作。本文的主要內(nèi)容是圍繞著CFETR的芯部物理設計展開。本文利用集成模擬為CFETR設計并優(yōu)化了兩類穩(wěn)態(tài)運行方案,若以加熱和電流驅動方式進行區(qū)分,這兩類運行方案分別是中性束主導和射頻波主導的運行方案。我們發(fā)現(xiàn)這兩類運行方案都能夠完成CFETR的聚變功率設計目標。在中性束主導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矩,利于有效驅動等離子體旋轉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動電流以達成完全非感應電流運行的目標。本文采用了電子回旋波和低雜波兩種射頻波來實現(xiàn)射頻波主導的運行方案,不同于傳統(tǒng)的低場側入射,我們將電子回旋波設置為高場側垂直入射以獲得更高的電流驅動效率;將低雜波設置為高場側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。在中性束主導運行方案的基礎上...

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

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【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 標準運行模式
    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
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 雜質對聚變性能影響
    4.5 總結與展望
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用
    5.4 總結和展望
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
附錄2 攻讀學位期間參加的學術會議



本文編號：3527048