實(shí)現(xiàn)核聚變產(chǎn)能需要有效地約束高能量離子,特別是聚變?chǔ)岭x子。聚變離子可用于維持反應(yīng)堆自持燃燒,而高能量離子的大量損失也將造成裝置第一壁嚴(yán)重?fù)p壞。因此,在現(xiàn)有托卡馬克聚變裝置上,開展高能量離子的分布、約束及其與等離子體相互作用的實(shí)驗(yàn)研究十分必要。研究高能量離子的最終目的是實(shí)現(xiàn)在未來聚變堆裝置中對高能量離子的有效控制。本論文的工作包括:在EAST托卡馬克裝置上研發(fā)了用于探測離子回旋輻射的診斷系統(tǒng),開展了高能量離子激發(fā)離子回旋輻射的物理機(jī)制研究,通過數(shù)值模擬分析了 ASDEX Upgrade托卡馬克裝置上的離子回旋輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果。離子回旋輻射的本質(zhì)是被高能量離子激發(fā)的電磁波,這種電磁輻射攜帶了大量高能量離子的信息。所以可通過研究離子回旋輻射研究高能量離子的分布、約束和輸運(yùn)等現(xiàn)象。在EAST托卡馬克裝置上,基于裝置的特有物理要求、實(shí)驗(yàn)條件和工程約束條件,結(jié)合現(xiàn)有的診斷系統(tǒng)和中性束注入系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一套同時(shí)具有分析離子回旋輻射信號(hào)強(qiáng)度和離子回旋輻射頻譜分布的高頻磁探針診斷系統(tǒng)。該診斷系統(tǒng)的核心部件是磁探針,基于離子回旋輻射信號(hào)強(qiáng)度比較弱的特征,設(shè)計(jì)了面積較大的矩形（20 cm×10 cm）磁線圈,磁線... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＩＴＥＲ剖面圖（來自互聯(lián)網(wǎng)乂??１．３等離子體的約束與平衡??

?第１章緒論???子體分離。??托卡馬克的環(huán)形結(jié)構(gòu)如圖１．２所示。Ａｔｍ？是極向上的平面，Ａｐ（）１是環(huán)向上的??平面；Ｒ?（大半徑）和ｒ?（小半徑）是球形的空間坐標(biāo)；磁軸對應(yīng)的位置是ＲｚＲｍ??ｚ?＝?ｚ０；?是環(huán)向角，９是極向角。真空環(huán)向磁場強(qiáng)度（ｔｏｒｏｉｄａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ）??與Ｒ成反比，這也是外側(cè)被稱為低場側(cè)、內(nèi)側(cè)被稱為高場側(cè)的原因。根據(jù)圖１．２??中的物理量表述，環(huán)向和極向的磁通量可表示為：??（１．４）??＾?＝?Ｃ．Ｓ－ｄＡ?（１．５）??它們由對特定表面Ａｔ＜）ｒ和Ａｐ（）１上的磁通密度５的積分得出。??Ｚ?????——??Ｌｏｗ?ｆｉｅｌｄ?ｓｉｄｅ??逢焉??圖１．２托卡馬克環(huán)形結(jié)構(gòu)（Ｗｅｉｌａｎｄ，Ｍ［１＜＞］）。??在實(shí)際計(jì)算中，對小半徑ｒ進(jìn)行歸一化，令等離子體的磁軸對應(yīng)ｐ?＝?〇，等??離子體的最外閉合磁面對應(yīng)ｐ?＝?ｌ。根據(jù)前面對磁通量的介紹，歸一化的小半徑??ｒ可表述為：??Ｐｔｏｒ?＝?ＪｌＳ?（Ｌ６）??（ｉ．７）??與磁通量類比，托卡馬克中等離子體的電流也可用相同的方式表述。對電流密度??１在平面六１）。１進(jìn)行積分，得到方程：??Ｉ?＝?Ｘｖｔｏｒ?】＿?ｄＡ?（１＿８）??３??

圖１．３氘氚聚變

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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