EAST杂质注入实验中的辐射行为研究
发布时间：2020-12-30 22:52
在高温等离子体核聚变实验装置托卡马克上,随着加热功率的提高,高的热功率沉积不仅会对第一壁和偏滤器靶板材料造成损伤,而且容易引起杂质含量的增加。特别是在金属壁条件下,高Z杂质的聚芯会影响等离子体约束,甚至导致破裂。辐射损失是重要的功率损失方式之一。通过外部再循环杂质注入的方式来增加等离子体辐射比例是一种缓解热流的有效方法。然而注入杂质引起的辐射又在很大程度上主导总辐射功率和辐射功率密度分布,进而会影响等离子体的基本参数分布和约束性能。因此,在国内外多数聚变实验装置上均开展了杂质注入实验研究。EAST装置近年来也相继开展了氩氘混合（Ar+D2）气体注入、氖氘混合（Ne+D2）气体注入及纯氖（Ne）注入等辐射冷却实验。本文主要研究了 EAST杂质注入实验中的辐射特性,为今后高功率长脉冲放电中发展高辐射实时反馈控制技术提供数据参考,具有重要的意义。本论文主要利用EAST装置上现有的AXUV（Absolute Extreme Ultraviolet）光电二极管阵列诊断系统,结合EUV（extreme ultraviolet）光谱诊断和W偏滤器光谱诊断分析研究了 Ar、Ne杂质注入实验中的辐射行为...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１托卡马克原理图??
高功率长脉冲准稳态等离子体放电。ＥＡＳＴ是一个不同于其他聚变装置的双偏滤??器装置，经过几轮改造，从２０１０年至目前，上偏滤器己成功升级为钨铜（Ｗ／Ｃｕ）??材料，下偏滤器为碳铜（Ｃ／Ｃｕ）材料，第一壁为钼（Ｍｏ）瓦，图１．２为其内真??空室图［６］。由于其独特的内部构造，可灵活地控制等离子体形状，实现多种偏滤??器放电位形，如上单零（ＵＳＮ），下单零（ＬＳＮ），双零（ＤＮ）。目前ＥＡＳＴ上的??辅助加热系统有以下四种：低杂波电流驱动和加热系统（ＬＨＷ），离子回旋加热??系统（ＩＣＲＦ），电子回旋加热系统（ＥＣＲＨ）和中性束注入系统（ＮＢＩ），为长脉??冲实验创造了良好的实验平台。在２０１７年７月的物理实验中ＥＡＳＴ实现了长达??１００ｓ的稳态长脉冲高约束等离子体运行，成为了世界上第一个实现稳态高约束??模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。未来ＥＡＳＴ将改造??成一个全Ｗ／Ｃｕ偏滤器装置，以实现更高功率运行。??■霸?Ｉ??图１．２?ＥＡＳＴ托卡马克内真空室图??３??
材料、放电位形等有很强的依赖性。在ＪＥＴ－ＩＴＥＲ?Ｌｉｋｅ?Ｗａｌｌ?（ＪＥＴ－ＩＬＷ）装置上??就发现，辐射功率与弦积分电子密度成正比，且在同等密度下，ＩＬＷ条件下放电??比改造前的Ｃ壁条件下放电时辐射功率要相对低一些，如图１．３所示［９］。从图中??还可以看出，在放电破裂时辐射功率将明显升高，大部分在０．４ＭＷ以上。同样，??在ＬＨＤ装置［１Ｇ］上也发现了辐射损失对壁材料的依赖性。在ＪＴ－６０装置⑴１上观察??到，在Ｍｏ为第一壁材料及中性束加热条件下，偏滤器位形放电时主等离子体区??的辐射损失比例非常低，约１０％，而在限制器位形放电时，辐射损失却大于６０％，??其原因主要是因为不同放电位形下主要的杂质辐射源不同。且同时发现，来自下??偏滤器的辐射损失随着主等离子体区电子密度增加而增加。??＃?？?ＩＬＷ??〇５?＊?？?＊?Ｃａｒｂｏｎ?ｗａｌｌ??？?？?Ｃ?ｆａｉｌｅｄ?ｂｒｅａｋｄｏｗｎ??１?０４??°０??￣?＇?１５??Ｌｉｎｅ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（１０１９ｍ?２）??图１．３?ＪＥＴ装置上辐射功率随弦积分电子密度变化??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Achieving temporary divertor plasma detachment with MARFE events by pellet injection in the EAST superconducting tokamak[J]. 邓国忠,王亮,刘晓菊,段艳敏,胡建生,李长征,张凌,刘少承,汪惠乾,陈良,许吉禅,冯威,刘建斌,刘欢,徐国盛,郭后扬,高翔. Plasma Science and Technology. 2017(01)
本文编号：2948442
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１托卡马克原理图??
高功率长脉冲准稳态等离子体放电。ＥＡＳＴ是一个不同于其他聚变装置的双偏滤??器装置，经过几轮改造，从２０１０年至目前，上偏滤器己成功升级为钨铜（Ｗ／Ｃｕ）??材料，下偏滤器为碳铜（Ｃ／Ｃｕ）材料，第一壁为钼（Ｍｏ）瓦，图１．２为其内真??空室图［６］。由于其独特的内部构造，可灵活地控制等离子体形状，实现多种偏滤??器放电位形，如上单零（ＵＳＮ），下单零（ＬＳＮ），双零（ＤＮ）。目前ＥＡＳＴ上的??辅助加热系统有以下四种：低杂波电流驱动和加热系统（ＬＨＷ），离子回旋加热??系统（ＩＣＲＦ），电子回旋加热系统（ＥＣＲＨ）和中性束注入系统（ＮＢＩ），为长脉??冲实验创造了良好的实验平台。在２０１７年７月的物理实验中ＥＡＳＴ实现了长达??１００ｓ的稳态长脉冲高约束等离子体运行，成为了世界上第一个实现稳态高约束??模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。未来ＥＡＳＴ将改造??成一个全Ｗ／Ｃｕ偏滤器装置，以实现更高功率运行。??■霸?Ｉ??图１．２?ＥＡＳＴ托卡马克内真空室图??３??
材料、放电位形等有很强的依赖性。在ＪＥＴ－ＩＴＥＲ?Ｌｉｋｅ?Ｗａｌｌ?（ＪＥＴ－ＩＬＷ）装置上??就发现，辐射功率与弦积分电子密度成正比，且在同等密度下，ＩＬＷ条件下放电??比改造前的Ｃ壁条件下放电时辐射功率要相对低一些，如图１．３所示［９］。从图中??还可以看出，在放电破裂时辐射功率将明显升高，大部分在０．４ＭＷ以上。同样，??在ＬＨＤ装置［１Ｇ］上也发现了辐射损失对壁材料的依赖性。在ＪＴ－６０装置⑴１上观察??到，在Ｍｏ为第一壁材料及中性束加热条件下，偏滤器位形放电时主等离子体区??的辐射损失比例非常低，约１０％，而在限制器位形放电时，辐射损失却大于６０％，??其原因主要是因为不同放电位形下主要的杂质辐射源不同。且同时发现，来自下??偏滤器的辐射损失随着主等离子体区电子密度增加而增加。??＃?？?ＩＬＷ??〇５?＊?？?＊?Ｃａｒｂｏｎ?ｗａｌｌ??？?？?Ｃ?ｆａｉｌｅｄ?ｂｒｅａｋｄｏｗｎ??１?０４??°０??￣?＇?１５??Ｌｉｎｅ?ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（１０１９ｍ?２）??图１．３?ＪＥＴ装置上辐射功率随弦积分电子密度变化??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Achieving temporary divertor plasma detachment with MARFE events by pellet injection in the EAST superconducting tokamak[J]. 邓国忠,王亮,刘晓菊,段艳敏,胡建生,李长征,张凌,刘少承,汪惠乾,陈良,许吉禅,冯威,刘建斌,刘欢,徐国盛,郭后扬,高翔. Plasma Science and Technology. 2017(01)
本文编号：2948442
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