托卡馬克是到目前為止最有希望實現(xiàn)磁約束可控核聚變的裝置,高能離子不僅來源于氘氚核聚變以及中性束加熱裝置,還廣泛存在于托卡馬克裝置中的等離子體中,同時也是采用磁場進(jìn)行約束的主要對象之一,所以對于托卡馬克中高能離子的輸運和損失研究顯得尤為必要。本文基于單粒子導(dǎo)心運動的ORBIT代碼,采用試探粒子模擬方法,討論了高能離子在不同磁場分布下的輸運與損失情況,著重研究了托卡馬克等離子體內(nèi)部不同徑向位置存在某種局域磁場擾動時高能離子的損失情況。具體如下:1)本文對托卡馬克裝置中的平衡磁場和擾動磁場以及中性束注入物理模型進(jìn)行了理論分析,并推導(dǎo)了單粒子導(dǎo)心軌道方程,分別計算了高能離子分布并刻畫了磁場分布。2)在無磁場擾動條件下,徑向位置分布越連續(xù)并且投擲角分布越趨向各向同性,高能離子向邊界的輸運就會越明顯;不論是在無磁場擾動條件下還是在MHD磁場擾動條件下,保證安全因子分布整體較低的數(shù)值并且適當(dāng)提高邊界附近安全因子分布的斜率有利于抑制高能離子向邊界的輸運。3)局域磁擾動可造成一些靠近等離子體中心區(qū)域的高能離子損失,但對靠近等離子邊界的離子損失影響相對不大。這些損失的高能離子均為捕獲離子,離子的投擲角越大... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 核聚變與托卡馬克裝置
    1.2 托卡馬克中高能離子的輸運與損失
    1.3 等離子體的數(shù)值模擬
    1.4 本文研究內(nèi)容
第2章 計算模型與方法
    2.1 平衡磁場
    2.2 擾動磁場
    2.3 單粒子導(dǎo)心軌道理論
    2.4 NBI高能離子的初始分布模型
第3章 高能離子初始分布與磁場分布計算
    3.1 高能離子的初始分布計算
        3.1.1 不同初始位置的高能離子抽樣
        3.1.2 NBI高能離子的初始分布計算
    3.2 磁場分布計算
        3.2.1 龐加萊圖
        3.2.2 磁場強度分布計算
    3.3 本章小結(jié)
第4章 高能離子的輸運與損失
    4.1 不同初始位置的高能離子輸運
    4.2 無磁擾動下的高能離子損失
    4.3 MHD磁擾動下的高能離子損失
    4.4 局域磁擾動下的高能離子損失
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表論文和參與的課題
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]EAST中性束注入快離子損失研究[J]. 李吉波,丁斯曄,王進(jìn)芳,吳斌,胡純棟.  核聚變與等離子體物理. 2011(03)
[2]HL-2A托卡馬克實驗進(jìn)展和科學(xué)創(chuàng)新[J]. 丁玄同.  物理. 2010(06)



本文編號：3705861