J-TEXT装置上逃逸电流磁能与逃逸电子动能的转换研究

发布时间：2020-06-15 08:47

【摘要】：在托卡马克运行中,等离子体破裂几乎是不可避免的灾难性事件。在大量电子逃逸形成逃逸电流的情形下,等离子体磁能部分转移到逃逸电流束中。对于国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)而言,其逃逸电流束携带的磁能可高达307MJ。在逃逸电流猝灭阶段,这部分磁能可能会转换成逃逸电子的动能,加剧逃逸电子对装置第一壁的损害。因此,研究逃逸电流束磁能到逃逸电子动能的转换过程,并积极探索转移逃逸束磁能的有效方法,对托卡马克装置的安全稳定运行有重要意义。本文基于J-TEXT托卡马克装置,主要工作如下:首先,估算逃逸平台期间真空室内的磁能与流入真空室的磁能,为后续的磁能分析奠定基础。其次,分析了在破裂的电流猝灭阶段、逃逸平台阶段,及逃逸电流猝灭阶段,磁能到逃逸电子动能的转换过程,并分析逃逸电流猝灭阶段影响逃逸电子动能增加的因素。一般来说,损失在真空室内的磁能越多,逃逸电子获得的动能越大,但在逃逸电流束的一次撞壁行为维持了整个逃逸电流猝灭阶段的情况下,逃逸电子的动能与损失在真空室的磁能无明显关系:无论真空室内损失的磁能有多大,逃逸电子的动能始终维持在较低的水平。在逃逸电流猝灭阶段,逃逸电流快速下降的时间占的份额越大,归一化后的平均磁扰动强度越强,逃逸电子动能的增加越不明显。最后,探讨了逃逸平台期间磁能转移的方法。外加反向欧姆电场可以减少流入真空室的磁能,对总磁能的转移效率高达41.35%。在逃逸束的位置得到较好控制的情况下,逃逸电流可以实现软着陆。外加磁能转移线圈在逃逸电流平台阶段无明显效果,在逃逸电流撞壁阶段有一定的磁能转移效果,对总磁能的转移效率可达26.5%。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL631.24
【图文】：

个世纪中期就实现了，即氢弹爆炸。然而这种猛理开发利用。自上世纪中叶以来，世界各地的科聚变的可能方式，主要提出了两种可控聚变方式磁约束聚变。惯性约束主要是将强激光打在由氘成等离子体，在其未来得及四散开来之前，将其]。磁约束聚变是利用强磁场将高温等离子体约束件。目前的聚变实验装置主要有托卡马克装置（装置等，其中托卡马克装置作为一种轴对称的最为青睐的聚变实验装置之一。的初步构想形成于 20 世纪 50 年代初期，由苏联萨哈罗夫（Sakharov）首先提出[4]，并由阿齐莫维现[3]。其结构如图 1-1 所示。

图 1-2 等离子体破裂的典型过程[10]卡马克运行过程中几乎不可避免的灾难性熄灭，如果不加控制，等离子体破裂释放出性的损伤，严重威胁装置的寿命，影响托 装置上等离子体破裂时产生的高能逃逸电装置造成的危害分三个方面：不均匀的热沉破裂产生的三大危害及缓解方法进行具体介

【参考文献】

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1 庄革;丁永华;张明;于克训;张晓卿;王之江;胡希伟;潘垣;;Reconstruction of the TEXT-U Tokamak in China[J];Plasma Science and Technology;2009年04期

2 刘吉祥;;十二脉波可控整流在牵引电动机试验中的应用[J];机车电传动;1990年02期

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2 丁永华;J-TEXT托卡马克主机安装及磁测量系统的建立[D];华中科技大学;2009年

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本文编号：2714177