為了達到可控核聚變的點火條件,托卡馬克需要很高的等離子體溫度,密度和聚變增益。在一定條件下,聚變增益與等離子體的歸一化比壓（簡稱βN）成正比。因此,在托卡馬克中實現(xiàn)高βN（βN>1.5）等離子體放電對未來ITER的高參數(shù)運行具有重要參考意義。國內(nèi)外的專家學(xué)者們研究了很多種實驗方法用以提高等離子體的βN,主要是通過優(yōu)化控制芯部的輸運、利用內(nèi)部輸運壘（Internal trasport barrier,ITB）的形成以及提高自舉電流份額等三種手段實現(xiàn)高βN放電。EAST托卡馬克上的實驗研究發(fā)現(xiàn),維持高βN等離子體放電需要持續(xù)注入穩(wěn)定的高輔助加熱功率、有效控制芯部雜質(zhì)聚集以及對ITB進行維持等條件。在托卡馬克長脈沖高功率高βN等離子體運行過程中,芯部的高性能等離子體排出的大量熱和粒子將穿過閉合磁面,沿開放的磁力線最終到達裝置第一壁和偏濾器靶板。靶板的極高熱負荷及其引起的等離子體與壁強烈相互作用是目前磁約束聚變裝置及未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運行都需要面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。因此,對高βN放電過程中偏濾器靶板上的熱負荷進行評估是十分必要的。基于EAST上高βN放電數(shù)據(jù)庫,本文主要研究了在高βN放電條件下不同... 

【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)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 能源與核聚變
        1.1.1 核聚變基本原理
        1.1.2 磁約束聚變和托卡馬克
        1.1.3 ITER與CFETR
    1.2 EAST托卡馬克
        1.2.1 EAST托卡馬克介紹
        1.2.2 EAST實驗進展
    1.3 偏濾器
        1.3.1 偏濾器位形介紹
        1.3.2 EAST偏濾器
        1.3.3 偏濾器基本物理
    1.4 高β_N放電
        1.4.1 高β_N放電的優(yōu)點
        1.4.2 如何獲得高β_N放電?
    1.5 本論文的研究內(nèi)容與意義
    1.6 本章小結(jié)
第2章 高β_N放電的實驗研究現(xiàn)狀
    2.1 高β_N放電研究意義
    2.2 EAST裝置高β_N實驗進展
    2.3 雙輸運壘的實驗研究
        2.3.1 內(nèi)部輸運壘
        2.3.2 雙輸運壘剖面
    2.4 臺基區(qū)湍流與相干模的實驗研究
        2.4.1 臺基區(qū)湍流
        2.4.2 臺基區(qū)湍流對SOL輸運的影響
        2.4.3 EAST相干模實驗研究
    2.5 本章小結(jié)
第3章 實驗數(shù)據(jù)處理方法
    3.1 EAST診斷系統(tǒng)概況
        3.1.1 EAST診斷系統(tǒng)布局
        3.1.2 高速真空紫外成像系統(tǒng)
        3.1.3 EAST診斷系統(tǒng)測量的物理量
    3.2 高βN實驗數(shù)據(jù)分析涉及的主要診斷
        3.2.1 密度和溫度
        3.2.2 等離子體儲能
        3.2.3 等離子體輻射測量
        3.2.4 等離子體平衡位型
    3.3 數(shù)據(jù)處理方法
        3.3.1 具有ITB的剖面擬合
        3.3.2 湍流數(shù)據(jù)處理
        3.3.3 EAST偏濾器探針及其數(shù)據(jù)處理方法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 偏濾器靶板粒子通量對ITB動力學(xué)演化的響應(yīng)
    4.1 背景介紹
    4.2 實驗設(shè)置
    4.3 ITB動力學(xué)演化過程
    4.4 ITB演化期間的偏濾器等離子行為
    4.5 實驗結(jié)果討論
    4.6 本章小結(jié)
第5章 高βN條件下相干模對偏濾器等離子體行為影響的初步實驗分析
    5.1 背景介紹
    5.2 實驗設(shè)置
    5.3 相干模幅度對粒子流分布的影響
    5.4 相干模幅度對Inter-ELM和During ELM期間粒子流和熱負荷的影響
    5.5 相干模幅度對粒子流衰減寬度的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Experimental study of double tearing mode on EAST tokamak[J]. 吳茗甫,劉子奚,張濤,鐘富彬,李恭順,向皓明,耿康寧,葉凱萱,黃佳,文斐,王嵎民,韓翔,張壽彪,劉海慶,李國強,莊革,高翔.  Plasma Science and Technology. 2020(02)
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[4]Integrated Operating Scenario to Achieve 100-Second,High Electron Temperature Discharge on EAST[J]. 錢金平,龔先祖,萬寶年,劉甫坤,王茂,徐旵東,胡純棟,王亮,李二眾,曾龍,提昂,沈飚,林士耀,邵林明,臧慶,劉海慶,張斌,孫有文,徐國盛,梁云峰,肖炳甲,胡立群,李建剛.  Plasma Science and Technology. 2016(05)
[5]托卡馬克研究的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 李建剛.  物理. 2016(02)
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博士論文
[1]EAST彎晶譜儀高性能升級及離子回旋波驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的實驗研究[D]. 胡睿佶.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]EAST邊界臺基湍流的實驗研究[D]. 耿康寧.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]托卡馬克中磁場擾動引起的邊界三維拓撲結(jié)構(gòu)物理研究[D]. 賈曼妮.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[4]EAST鎢偏濾器探針診斷系統(tǒng)研制及靶板熱流粒子流實驗研究[D]. 許吉禪.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[5]EAST托卡馬克高約束模式下金屬雜質(zhì)行為研究[D]. 許棕.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[6]托卡馬克邊緣等離子體帶狀流及其在L-H模轉(zhuǎn)換過程中作用的實驗研究[D]. 孔德峰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[7]托卡馬克邊緣等離子體中測地聲模帶狀流的實驗研究[D]. 蘭濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008



本文編號：3186221