托卡马克H模边界准相干模与无ELM运行模式研究
发布时间：2021-01-24 00:58
1982年ASDEX（德国）装置上第一次获得高约束（H）模式,这一发现成为了整个托卡马克研究中具有划时代意义的突破。H模约束因为其具有相对较高的能量和粒子约束水平以及良好的稳定可重复性,被选为ITER的基本参考运行模式。而边界局域模（ELM）作为H模中最重要的特征之一,由于其带来的严重热负荷问题目前并未得到很好的解决,所以对于ELM的控制方法研究一直都是国际托卡马克研究的热点问题之一。本论文主要依托于EAST全超导托卡马克装置,利用边界高时空分辨的分布及涨落测量手段,主要围绕FEAST上无ELM高性能运行模式、边界相干模式的特征以及参数空间物理开展,包括有诊断搭建和物理研究两部分。（1）在EAST上成功搭建了一径向边界热氦束发射光谱诊断,用LABVIEW语言编写了诊断喷气控制和信号采集程序,使得对边界密度、温度以及静电涨落等重要的物理量高时空分辨测量成为可能。（2）对EAST上自发产生的无ELM运行模式进行了系统的研究,并给出了各自获得参数区间。在EAST上自发产生的无ELM运行,主要分为三种类型:①低功率、高碰撞率、高再循环无ELM运行,显著特征是在进入H模之后边界Dα信号持续上涨,...
【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】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３：不同核聚变反应截面随着粒子动能的变化图，其中的核反应截面表示??
??然而并不是上述的所有反应过程都可以很容易的实现，不同的聚变反应对于??背景温度的阈值也不尽相同。图１．?３表示几种聚变反应方程中核反应截面随着温??度的变化，其中Ｄ－Ｔ反应能量阈值最低，在１０－１０００ｋｅＶ区间内反应率最大，反??应截面最大［３］，就目前实验条件而言实线Ｄ－Ｔ聚变‘点火’和自持燃烧相较其??它反应是最容易的。??ｌｏｔ?—ｊ－?ｔ?１?Ｉ?ｔｌｌｔｔ?－４－４＾４４Ｈ４－?－４－??１?＝＝＝＝＝－?＝＝ｙｆ｜Ｈ－??ｒ。．胃圍麵圓｜｜＿＿ｉ丨??？?ｉ〇７?ｓ?＝?＝?＝?Ｅｉ：ｉ＝?＝?｜＾?＝?；！ｉｓｅＩＩ！Ｍ！＝?＝?＝?！?＝?［；！??｜?言｜?＇：?言｜学土：??５?ｉ〇３?＝＝＝＝＝＝＝｜?＝Ｅｌ｜＝?＝?：！＾ｉ＝ｌｌＨ：！：＝Ｆ＾ＥｆＥＥ；－???ｉ－－—ｊ－?ｉ?－ｊ?－｜ｉＲ?－?－?—Ｄ－Ｔ??Ｔ?ｊ?７￣ｒ｜ｊｍ?—ｄ－ｈ？３??１〇４?—ｐ．Ｌｉｃ??＝?＝?ＥＥ±：：?ｆ?Ｉ?ＨＩＨ０三三三三ＥＥ?：三??１０?１?１０?１００?１０００?１０．０００??Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?Ｐａｒｔｉｄ＊?Ｋｉｎ？ｔｉｃ?Ｅｎｅｒｇｙ?（ｋ？Ｖ）??图１．３：不同核聚变反应截面随着粒子动能的变化图，其中的核反应截面表示??的是入射粒子和目标靶核之间发生相关核聚变反应概率大小的物理量，图片摘??自［３］
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ｒｅａｃｔｏｒ，?ＩＴＥＲ）正是采用托卡马克约束，其设计基本指标为：总??的聚变功率＞５００?ＭＷ，实现聚变增益Ｑ＞１０，燃烧时间＞５００ｓ，大半径６．?２ｍ，小半??径２．?０ｍ，等离子体电流超过１５ＭＡ［５］，如图１．?４所示为ＩＴＥＲ设计示意图，但是??由于托卡马克装置的环向对称结构导致其容易爆发多种等离子体不稳定性，最严??重的后果之一是容易导致大破裂风险（所谓破裂是指等离子体放电在很短的时间??内突然终止，平衡失控，使等离子体柱整体轰击到壁上，造成强烈的等离子体与??器壁直接接触的相互作用，引起大量的杂质粒子进入到等离子体内部，使等离子??体迅速冷却，电流通道被堵塞，最后等离子体原来所携带的热能及磁能会在极短??的时间尺度内（ｌｍｓ）释放出来，损坏装置的过程）。正是居于此，托卡马克研宂??中的一个很重要的方面便是预防破裂以及破裂防护。目前的托卡马克研宄还有很??多重要问题没有得以解决，还需要投入更多的人力、物力加入进来，未来几十年??的托卡马克研宄可谓是机遇与挑战并存。??图１．４：国际热核聚变实验堆（ＩＴＥＲ）设计示意图，高：２９米，直径：２８米，??重：２３０００?吨。??１．?３?ＥＡＳＴ托卡马克装置简介??ＥＡＳＴ?（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ）全超导托卡马克于??２００６建造完成
【参考文献】：
期刊论文
[1]Observation of Pedestal Plasma Turbulence on EAST Tokamak[J]. 高翔,张涛,韩翔,张寿彪,王嵎民,刘子奚,杨曜,刘少承,史楠,凌必利,李建刚,the EAST team. Plasma Science and Technology. 2013(08)
本文编号：2996253
【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】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３：不同核聚变反应截面随着粒子动能的变化图，其中的核反应截面表示??
??然而并不是上述的所有反应过程都可以很容易的实现，不同的聚变反应对于??背景温度的阈值也不尽相同。图１．?３表示几种聚变反应方程中核反应截面随着温??度的变化，其中Ｄ－Ｔ反应能量阈值最低，在１０－１０００ｋｅＶ区间内反应率最大，反??应截面最大［３］，就目前实验条件而言实线Ｄ－Ｔ聚变‘点火’和自持燃烧相较其??它反应是最容易的。??ｌｏｔ?—ｊ－?ｔ?１?Ｉ?ｔｌｌｔｔ?－４－４＾４４Ｈ４－?－４－??１?＝＝＝＝＝－?＝＝ｙｆ｜Ｈ－??ｒ。．胃圍麵圓｜｜＿＿ｉ丨??？?ｉ〇７?ｓ?＝?＝?＝?Ｅｉ：ｉ＝?＝?｜＾?＝?；！ｉｓｅＩＩ！Ｍ！＝?＝?＝?！?＝?［；！??｜?言｜?＇：?言｜学土：??５?ｉ〇３?＝＝＝＝＝＝＝｜?＝Ｅｌ｜＝?＝?：！＾ｉ＝ｌｌＨ：！：＝Ｆ＾ＥｆＥＥ；－???ｉ－－—ｊ－?ｉ?－ｊ?－｜ｉＲ?－?－?—Ｄ－Ｔ??Ｔ?ｊ?７￣ｒ｜ｊｍ?—ｄ－ｈ？３??１〇４?—ｐ．Ｌｉｃ??＝?＝?ＥＥ±：：?ｆ?Ｉ?ＨＩＨ０三三三三ＥＥ?：三??１０?１?１０?１００?１０００?１０．０００??Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?Ｐａｒｔｉｄ＊?Ｋｉｎ？ｔｉｃ?Ｅｎｅｒｇｙ?（ｋ？Ｖ）??图１．３：不同核聚变反应截面随着粒子动能的变化图，其中的核反应截面表示??的是入射粒子和目标靶核之间发生相关核聚变反应概率大小的物理量，图片摘??自［３］
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Observation of Pedestal Plasma Turbulence on EAST Tokamak[J]. 高翔,张涛,韩翔,张寿彪,王嵎民,刘子奚,杨曜,刘少承,史楠,凌必利,李建刚,the EAST team. Plasma Science and Technology. 2013(08)
本文编号：2996253
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