佳拉洁雅型磁约束装置全等离子体通道及粒子输运研究

发布时间：2020-05-30 21:59

【摘要】：磁约束热核聚变装置是可控核聚变研究所需的重要装置。本文所研究的磁约束热核聚变装置为前苏联专家莫洛佐夫最早提出的佳拉洁雅型(Галатея)小型磁约束聚变装置。佳拉洁雅型装置相比于其他磁约束装置有其独有的优点,例如结构简单、体积小、成本低、便于改装升级、抑制等离子体对流不稳定性。佳拉洁雅型装置的研究,对我国磁约束等离子体研究具有重要意义。本文建立在对佳拉洁雅装置全面分析的基础上,对全等离子体通道进行了详细分析,对等离子体在其中输运进行了研究,提出了全等离子体通道各部分的设计或优化方案,并对方案进行了验证。本文首先对佳拉洁雅装置各组成部分的作用、运行原理、技术参数和诊断方法进行了论述,梳理了装置各部分之间的联系和工作顺序,尤其对全等离子体通道进行了详细的划分,对其各部分所需实现的功能进行了明确;介绍了物理学中可适用于研究本装置的等离子体描述方法。其次分析了全等离子体通道的第一部分公共等离子体通道,从分析单线圈产生的磁场入手,根据磁场叠加原理,对公共等离子体通道内部的磁场进行了分析和仿真计算,将通道中的磁场划分为匀强磁场区和非匀强磁场区;对等离子体粒子在匀强磁场区和非匀强磁场区的输运状态进行了理论分析和仿真计算;分析了安匝数对通道粒子输运效果的影响,确定了公共等离子体通道线圈的最优安匝数。然后使用电磁场逆问题的分析思想,提出了全等离子体通道截断器的设计方案,对设计理论和计算过程进行了阐述,并对载流截断器线圈进行了建模;分别对快速等离子体粒子和慢速等离子体粒子在截断器磁场作用下的输运状态进行仿真计算,根据仿真计算结果分析验证设计的可行性。最后分析了磁阱和通道夹角对粒子入射线上磁感应强度的影响;研究了全等离子体通道最后部分溜槽线圈与磁阱线圈的距离和角度对溜槽线圈效果的影响,确定了最佳的相对位置关系;分析了粒子在溜槽线圈磁场区域的输运理论,建立了等离子体粒子在此区域的输运模型。
【图文】：

- 2 -图 1-1 托卡马克装置原理图磁约束受控核聚变技术连续取得了显著的进展 各国科卡马克类型的磁约束核聚变装置[2] 国外许多托卡马克相继建造成功并投入实验，并在这些装置上获得了前所

工程 EAST ο全超导托卡马克装置，在 2006 年电，等离子体电流接近200kA 时间接近3s 置，虽然EAST的规模比ITER小很多，但等离基础相似错误!未找到引用源 因此，在EAST上的实验，，为ITER计划的进行做出贡献 EAST装置图
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL631

【参考文献】

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1 李春明,刘承师,张俊峰;计算载流圆线圈空间磁场分布的方法[J];辽宁工学院学报;1999年01期

2 丁厚昌;黄锦华;;受控核聚变研究的进展和展望[J];自然杂志;2006年03期

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1 黄桂香;佳拉洁雅型磁约束装置磁系统的磁场分析与设计[D];哈尔滨工业大学;2013年

本文编号：2688786