核聚變能的發(fā)展為人類的可持續(xù)發(fā)展提供了可能。但是在核聚變裝置中,等離子體并不是處在完全真空的環(huán)境內(nèi),等離子體與等離子體器壁材料之間必然要產(chǎn)生強烈的相互作用。等離子體與器壁材料之間發(fā)生的相互作用不但會損壞器壁從而縮短器壁材料的使用壽命,增加氚滯留率,而且還會生成大量的雜質(zhì)物質(zhì),這些雜質(zhì)進入等離子體區(qū)會造成等離子體冷卻,嚴重時會造成放電熄滅。因此,在聚變裝置的研究中,開展等離子體與器壁材料之間相互作用的研究是極其必要的。本論文采用分子動力學(xué)方法,對低載能氫及其同位素粒子與鎢靶表面的相互作用機制進行了模擬研究。研究內(nèi)容主要包括：氫及其同位素粒子轟擊平滑鎢表面的滯留深度分布和能量沉積分布；不同載能粒子轟擊平滑鎢靶表面的相互作用情況；不同溫度的平滑鎢靶表面對入射粒子滯留分布和能量沉積分布的影響；鎢靶表面粗糙度對入射粒子滯留概率和滯留深度分布的影響；以及鎢靶中已存在的氫及其同位素粒子對入射粒子的影響情況。模擬結(jié)果顯示,氫及其同位素粒子主要在鎢靶表面發(fā)生反射、滯留反應(yīng),并且相對質(zhì)量越大的入射粒子滯留概率越大,能量沉積的速率越快,平均滯留深度越淺。而載能越大的入射粒子,粒子滯留概率越大,平均滯留深度越...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１聚變反應(yīng)示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｕｓｉｏｎ?ｒｅａｃｔｉｏｎ??

送表明巧聚變反應(yīng)中，每消耗６個Ｄ燃料，就能夠放出４３．２３?ＭｅＶ的能量Ｗ，這說??明燃燒相等質(zhì)量的Ｄ釋放出來的能量比同等質(zhì)量的軸核裂變時放出能量多４倍還要多，??這成為核聚變能被認為是目前世界上最有前景的新型能源的又一大突出優(yōu)勢。圖１．１是??描繪聚變反應(yīng)的示意圖。??圖１．１....

圖1.3ITER裝置的橫截面

等離子體與等離子體器壁材料之間必然要發(fā)生相當(dāng)復(fù)雜的相包括物理滿射、化學(xué)滿射、背散射、解吸和起泡等［Ｕ１，如圖１．４所示。作用的具體描述化下：??磯射：在聚變裝置中，芯部區(qū)域內(nèi)的等離子體溫度非常高，高達ＩＫｅ在其邊緣區(qū)就會出現(xiàn)幾十ｅＶ的粒子，當(dāng)這些粒子轟擊等離子體器壁器壁材料表面的....

圖1.4等離子體與器壁材料間的相互作用Fig.14Plasma-w目】加比raction

射：指粒子轟擊到器壁材料表面，在與器壁表層粒子發(fā)生相互作用體區(qū)間的過程。大量實驗結(jié)果都表明：入射粒子極少會離子的狀分將中性粒子的形式返回到等離子體區(qū)域。??；通常在等離子體器壁材料表面會附著一些周圍環(huán)境中的雜質(zhì)粒子，還會吸附一些反應(yīng)燃料，如氣、氣等。當(dāng)離子、電子等粒子轟擊器吸附能....

圖２．?１周期巧邊巧條件示意圖（二維）??Ｆ＂ｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｃｍａｕｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＵｈｃ?ｔｗ?ｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ＣＵＳＣ?ｉｓ?ｓｈｏｗｅｄ）??．運一，此

件就是在模巧單元四周設(shè)置無數(shù)個與模擬區(qū)域完全一樣的虛構(gòu)單元，它們?nèi)缤w元胞??一樣充滿著整個空間。并且每個虛擬單元內(nèi)的粒子數(shù)因都和模擬單元相等，粒子分布也??完全相同，此外，相應(yīng)的粒子還必須具備完全一樣的運動形態(tài)。圖２．１給出的周期性邊??界條件示意圖（二維），中間的陰影部分是....

本文編號：3910352