EAST台基湍流对边界局域模影响的实验研究
发布时间：2021-04-09 21:19
随着科技的不断进步,人类对能源使用日益增长。受控热核聚变因原料极其丰富,释放能量巨大,并且核聚变能源几乎不会对环境有任何的污染,是未来能源发展中最有潜力的一种清洁能源。目前,托卡马克（Tokamak）是研究核聚变的主流装置,伴随着高约束模（H-mode）的出现,等离子体台基区由剥离-气球模（Peeling-Ballooning mode）驱动的边界局域模（Edge Localized Mode,ELM）,将释放出大量的瞬态热量,沿着磁力线冲击在偏滤器和第一壁上,在未来的发展中,面临的最大挑战之一就是等离子体与壁的相互作用（Plasma-Wall Interaction,PWI）,若不对ELM进行控制,对于未来反应堆,热负荷对偏滤器靶板的侵蚀将会是非常致命。另外,大量的实验证明,台基湍流在ELM爆发和台基演化中起着重要作用。因此,对ELM及台基湍流的相关物理问题的研究至关重要,这也是本文总结研究EAST上ELM行为特征的原因。本文统计了 EAST上2015年高βN（最大值大于1.5）等离子体中ELM频率（fELM）和能量损失（WELM）与加热功率的依赖关系,发现ELM频率随着通过分界面（...
【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】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?Ｄ－Ｄ、Ｄ－Ｔ和Ｄ－Ｈｅ３反应截面积（两个Ｄ－Ｄ反应具有近似的截面积）??
?（Ｌ１４）??综上所述，在均匀恒定磁场中，带电粒子以绕磁力线为回旋中心作螺旋线??运动，即带电粒子在垂直磁场方向的运动将受到磁场的约束，如图１．３所示。??若粒子受到其它力的作用，例如受到周围粒子的碰撞，将有可能发生跨越??■子－ｖ）??＼回臁中??电子??图１．３带电粒子在均匀恒定磁场中的运动轨迹??磁力线的运动，此时要维持等离子体垂直方向的约束，必须要求系统中磁??场的横向尺度远大于粒子的回旋半径，或者要有足够强的磁场，在大多数??已建成的磁约束聚变装置中，主磁场磁感应强度从１？１０?Ｔ不等，在磁感??应强度为５?Ｔ的磁场中，能量为１０?ｋｅＶ的氘离子的拉莫尔半径为０．２７?ｃｍ，??能量为３．５?ＭｅＶ的高能ａ粒子的拉莫尔半径为４?ｃｍ［２０］。理论上聚变反应??堆中磁场越高，对等离子体的约束越好。??在未来的商用磁约束聚变反应堆中，除了要解决等离子体约束（《）的问??题
子的梯度漂移和电漂移；（３）极向场线圈（Ｐｏｌｏｉｄａｌ?ｆｉｅｌｄ?ｃｏｉｌｓ，ＰＦ），产生极向磁??场，平衡磁场的环效应，以及控制等离子体外形和位置，提升磁流体力学平衡。??基本磁场线圈结构如图１．４所示丨２７］。??中心嫘线管（欧》？？９＞??极向史场?（Ｓｏｌｅｎｏｉｄ?ｃｏｉｌｓ）??（Ｐｏｌｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ）?极向场线Ｈ??—?（Ｐｏｌｏｉｄａｌ?ｆｉｅｌｄ?ｃｏｉｌｓ）??形成的嫘场（环向场与极向场之和）?环向场线國??（Ｒｅｓｕｍｉｎｇ?ｈｅｌｉｃａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ）?（Ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｆｉｅｌｄ?ｃｏｌｌｓ）??，?环向磁场（Ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ）??（Ｏｈｍｉｃ?ｃｕｒｒｅｎｔ）??图１．４磁约束聚变装置托卡马克磁场位形示意图??经历半个多世纪，托卡马克的研宂取得很大进展，目前世界上在运行的装置??主要有：俄罗斯的Ｔ－１０?（１９７５），美国的ＤＩＩＩ－Ｄ?（１９８０ｓ）和ＮＳＴＸ?（１９９９），英国??的?ＪＥＴ?（１９８３）、ＭＡＳＴ?（１９９９）和?ＳＴ２５?（２０１４），日本的?ＪＴ－６０?（１９８５，目前正在??升级?２０１５－２０１８：?ＪＴ－６０ＳＡ），法国的?Ｔｏｒｅ?Ｓｕｐｒａ?（１９８８），意大利的?ＦＴＵ（?１９９０），??德国的?ＡＳＤＥＸＵｐｇｒａｄｅ?（１９９１），瑞士的?ＴＣＶ?（１９９２），中国的?ＥＡＳＴ?（２００６）和??ＨＬ－２Ａ?（２００２）
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析当前我国雾霾现状及治理对策[J]. 曹毅,王玉爽,岳坤,仇汝臣,钟立梅. 山东化工. 2017(07)
[2]Realization of minute-long steady-state H-mode discharges on EAST[J]. 龚先祖,万宝年,李建刚,钱金平,李二众,刘甫坤,赵燕平,王茂,徐旵东,A M GAROFALO,Annika EKEDAH,丁斯晔,黄娟,张凌,臧庆,刘海庆,曾龙,林士耀,沈飙,张斌,邵林明,肖炳甲,胡建生,胡纯栋,胡立群,王亮,孙有文,徐国盛,梁云峰,项农. Plasma Science and Technology. 2017(03)
[3]Integrated Operating Scenario to Achieve 100-Second,High Electron Temperature Discharge on EAST[J]. 钱金平,龚先祖,万宝年,刘甫坤,王茂,徐旵东,胡纯栋,王亮,李二众,曾龙,提昂,沈飚,林士耀,邵林明,臧庆,刘海庆,张斌,孙有文,徐国盛,梁云峰,肖炳甲,胡立群,李建刚. Plasma Science and Technology. 2016(05)
[4]Development and Preliminary Commissioning Results of a Long Pulse 140 GHz ECRH System on EAST Tokamak（Invited）[J]. 徐旵东,王晓洁,刘甫坤,张健,黄懿赟,单家方,吴大俊,胡怀传,李波,李妙辉,杨永,冯建强,徐伟业,汤允迎,韦维,徐立清,刘永,赵海林,J.LOHR,Y.A.GORELOV,J.P.ANDERSON,马文东,吴则革,王健,张立元,郭斐,孙浩章,闫新胜,EAST Team. Plasma Science and Technology. 2016(04)
[5]First Achievement of Plasma Heating for EAST Neutral Beam Injector[J]. 胡纯栋. Plasma Science and Technology. 2015(01)
[6]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)
[7]火与人类早期文明新论[J]. 高建新. 内蒙古社会科学(汉文版). 2012(02)
[8]Measurement of Radiated Power Loss on EAST[J]. 段艳敏,胡立群,毛松涛,许平,陈开云,林士耀,钟国强,张继宗,张凌,王亮. Plasma Science and Technology. 2011(05)
博士论文
[1]EAST托卡马克上的多普勒背向散射仪[D]. 周楚.中国科学技术大学 2015
本文编号：3128332
【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】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?Ｄ－Ｄ、Ｄ－Ｔ和Ｄ－Ｈｅ３反应截面积（两个Ｄ－Ｄ反应具有近似的截面积）??
?（Ｌ１４）??综上所述，在均匀恒定磁场中，带电粒子以绕磁力线为回旋中心作螺旋线??运动，即带电粒子在垂直磁场方向的运动将受到磁场的约束，如图１．３所示。??若粒子受到其它力的作用，例如受到周围粒子的碰撞，将有可能发生跨越??■子－ｖ）??＼回臁中??电子??图１．３带电粒子在均匀恒定磁场中的运动轨迹??磁力线的运动，此时要维持等离子体垂直方向的约束，必须要求系统中磁??场的横向尺度远大于粒子的回旋半径，或者要有足够强的磁场，在大多数??已建成的磁约束聚变装置中，主磁场磁感应强度从１？１０?Ｔ不等，在磁感??应强度为５?Ｔ的磁场中，能量为１０?ｋｅＶ的氘离子的拉莫尔半径为０．２７?ｃｍ，??能量为３．５?ＭｅＶ的高能ａ粒子的拉莫尔半径为４?ｃｍ［２０］。理论上聚变反应??堆中磁场越高，对等离子体的约束越好。??在未来的商用磁约束聚变反应堆中，除了要解决等离子体约束（《）的问??题
子的梯度漂移和电漂移；（３）极向场线圈（Ｐｏｌｏｉｄａｌ?ｆｉｅｌｄ?ｃｏｉｌｓ，ＰＦ），产生极向磁??场，平衡磁场的环效应，以及控制等离子体外形和位置，提升磁流体力学平衡。??基本磁场线圈结构如图１．４所示丨２７］。??中心嫘线管（欧》？？９＞??极向史场?（Ｓｏｌｅｎｏｉｄ?ｃｏｉｌｓ）??（Ｐｏｌｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ）?极向场线Ｈ??—?（Ｐｏｌｏｉｄａｌ?ｆｉｅｌｄ?ｃｏｉｌｓ）??形成的嫘场（环向场与极向场之和）?环向场线國??（Ｒｅｓｕｍｉｎｇ?ｈｅｌｉｃａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ）?（Ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｆｉｅｌｄ?ｃｏｌｌｓ）??，?环向磁场（Ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ）??（Ｏｈｍｉｃ?ｃｕｒｒｅｎｔ）??图１．４磁约束聚变装置托卡马克磁场位形示意图??经历半个多世纪，托卡马克的研宂取得很大进展，目前世界上在运行的装置??主要有：俄罗斯的Ｔ－１０?（１９７５），美国的ＤＩＩＩ－Ｄ?（１９８０ｓ）和ＮＳＴＸ?（１９９９），英国??的?ＪＥＴ?（１９８３）、ＭＡＳＴ?（１９９９）和?ＳＴ２５?（２０１４），日本的?ＪＴ－６０?（１９８５，目前正在??升级?２０１５－２０１８：?ＪＴ－６０ＳＡ），法国的?Ｔｏｒｅ?Ｓｕｐｒａ?（１９８８），意大利的?ＦＴＵ（?１９９０），??德国的?ＡＳＤＥＸＵｐｇｒａｄｅ?（１９９１），瑞士的?ＴＣＶ?（１９９２），中国的?ＥＡＳＴ?（２００６）和??ＨＬ－２Ａ?（２００２）
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析当前我国雾霾现状及治理对策[J]. 曹毅,王玉爽,岳坤,仇汝臣,钟立梅. 山东化工. 2017(07)
[2]Realization of minute-long steady-state H-mode discharges on EAST[J]. 龚先祖,万宝年,李建刚,钱金平,李二众,刘甫坤,赵燕平,王茂,徐旵东,A M GAROFALO,Annika EKEDAH,丁斯晔,黄娟,张凌,臧庆,刘海庆,曾龙,林士耀,沈飙,张斌,邵林明,肖炳甲,胡建生,胡纯栋,胡立群,王亮,孙有文,徐国盛,梁云峰,项农. Plasma Science and Technology. 2017(03)
[3]Integrated Operating Scenario to Achieve 100-Second,High Electron Temperature Discharge on EAST[J]. 钱金平,龚先祖,万宝年,刘甫坤,王茂,徐旵东,胡纯栋,王亮,李二众,曾龙,提昂,沈飚,林士耀,邵林明,臧庆,刘海庆,张斌,孙有文,徐国盛,梁云峰,肖炳甲,胡立群,李建刚. Plasma Science and Technology. 2016(05)
[4]Development and Preliminary Commissioning Results of a Long Pulse 140 GHz ECRH System on EAST Tokamak（Invited）[J]. 徐旵东,王晓洁,刘甫坤,张健,黄懿赟,单家方,吴大俊,胡怀传,李波,李妙辉,杨永,冯建强,徐伟业,汤允迎,韦维,徐立清,刘永,赵海林,J.LOHR,Y.A.GORELOV,J.P.ANDERSON,马文东,吴则革,王健,张立元,郭斐,孙浩章,闫新胜,EAST Team. Plasma Science and Technology. 2016(04)
[5]First Achievement of Plasma Heating for EAST Neutral Beam Injector[J]. 胡纯栋. Plasma Science and Technology. 2015(01)
[6]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)
[7]火与人类早期文明新论[J]. 高建新. 内蒙古社会科学(汉文版). 2012(02)
[8]Measurement of Radiated Power Loss on EAST[J]. 段艳敏,胡立群,毛松涛,许平,陈开云,林士耀,钟国强,张继宗,张凌,王亮. Plasma Science and Technology. 2011(05)
博士论文
[1]EAST托卡马克上的多普勒背向散射仪[D]. 周楚.中国科学技术大学 2015
本文编号：3128332
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