粒子箍缩放应及加料深度对于托卡马克反应堆性能影响的研究

发布时间：2021-06-05 17:19

　　本文通过数值求解相互耦合的能量输运方程与粒子输运方程,模拟了在国际热核实验反应堆参数下聚变等离子体的温度和密度演化。模拟中等离子体主要由氘氚聚变反应生成的阿尔法粒子加热。对于聚变反应带入输运方程中的非线性项,我们使用了预估-校正方法进行处理并利用能量约束时间定标律求得输运系数。模拟得到的聚变性能与之前文献采用其他方法计算的结果符合较好。之后考虑了粒子箍缩效应,在程序中加入对应的径向箍缩粒子流并模拟等离子体在不同条件下的演化。研究发现,粒子箍缩效应对于聚变反应堆的聚变性能和剖面性质具有显著影响。在同样的平均密度下,粒子箍缩效应可以使得反应堆的台基密度显著降低并维持相近的聚变性能和芯部压强。而在具有同样粒子注入源或台基密度的情况下,粒子箍缩效应可以显著的提高反应堆聚变性能,并使得芯部压强明显提高。此外,在上述工作的基础上,我们研究了粒子加料深度对于聚变反应堆的粒子约束性能和聚变性能的影响。通过将输运方程的边界从最外层封闭磁面扩展到装置壁并在方程中加入平行损失项,将刮削层中粒子沿开放磁力线逃逸造成的粒子和能量损失包含在了模拟中。在对比不同注入深度的算例后,我们发现：聚变反应堆的粒子约束性能和... 

【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】：79 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．５环形磁场磁阴与通行－俘获分界线［４Ｊ??

?表３．１感应放电方案下模拟得到的稳态参巧??粒：Ｔ－插缩条件?台基巧度?体平均密度?Ｑ?在图３．２中对化的标ｉｄ??无插缩效应?１．０１?Ｘ?ｌ〇２〇ｍ－３?１．０１?Ｘ?ｌ〇２〇ｍ－３?１０．１２?１０??０．９４?Ｘ?ｌ（Ｐｍ－３?１．３１?Ｘ?ｌ〇２〇ｍ－３￣１５．６０?Ｕ??有缠缩效应?０．７３?Ｘ?ｌ〇２〇ｍ－３?１．０１?Ｘ?ｌ〇２

１￣立子缠缩条件?台基密度?体平均密度?ｇ?在图３．４中对应的标记??无猫缩效应?０．６４?Ｘ?ｌ〇２〇ｍ－３?０．６７?Ｘ?ｌ〇２〇ｍ－３?５．１４?ＩＩＯ??０．６１?Ｘ?ｌ〇２〇ｍ—３?０．８２?Ｘ?ｌ（Ｐｍ－３?

【参考文献】：
期刊论文
[1]托卡马克研究的现状及发展[J]. 李建刚.  物理. 2016(02)

博士论文
[1]托卡马克边缘等离子体带状流及其在L-H模转换过程中作用的实验研究[D]. 孔德峰.中国科学技术大学 2013



本文编号：3212584