超声分子束和alpha粒子径向输运研究
发布时间：2021-06-13 17:29
JET和TFTR托卡马克装置上的氘氚聚变反应在实验上验证了聚变反应的可行性,为建立自持燃烧的聚变装置做出了重要的尝试。正在建设的国际热核聚变实验堆将要实现的重要目标是氘氚聚变反应释放的能量大于加热消耗能量的5倍以上,中国聚变工程实验堆也将进行氘氚聚变反应,并验证建设商业示范聚变堆需要的技术和部件。燃烧等离子体物理对聚变堆设计和实现聚变反应的高效稳态运行至关重要。聚变装置的长时间稳态运行需要高效的加料和加热方式。超声分子束注入是主要的加料方式之一。聚变产生的alpha粒子输运和alpha对背景等离子体加热是燃烧等离子体物理研究的重点内容。本工作开发了一维多流体径向输运程序TPSMBI,用于研究超声分子束和alpha粒子径向输运特征。首先发展了一维超声分子束注入加料模型,模型包含了超声分子束注入过程中主要的物理过程:分子分解、原子电离、原子和离子之间的电荷交换等。基于超声分子束注入模型发展了 TPSMBI程序,并比较系统的研究了超声分子束注入通量、注入速度、注入气体温度和分子有效分解率对超声分子束注入过程的影响。随后在TPSMBI程序中加入alpha粒子微观湍流输运模型,研究alpha粒子...
【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】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＩＴＥＲ装置示意图
Ａｄ＼?ａｎｃｔ＊?Ｉ＊ＦＣ?＼?ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｒ?ｕｄ＼?ａｎｃｒｄ?ｏｐ＜＊ｉ＊Ｍｔｉｏｎ??！ＩＬ〇２Ｍ?Ａｄｖｔｔｉｉｃｉ＇ｄ?ｄｉｖｅｉ＇ｔｏｒ．?ｈｉｇｈ?ｐｏｍ＞ｒ?ＩＩ＆Ｃ＇Ｉ），?ｄｉａｇｎｏｓｒｉｃｓ??Ｊ－ＴＥＸＴ?Ｉ）ｉ＊ｉｉ＊ｕｐｔｉ？ｎ?ｍｉｔｉｓａｔｉｏｎ．?ｂａｓｉｃ?ｐｌａｓｍａ??ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??２０１５?２０２０?２０２５?２〇３〇?２Ｕ３５?２０４０?２０４５?２０５０?２０５５?２０６４１??图１．２中国聚变能路线图｜７＼??５??
?论???散和雪崩式输运［１６１。当粒子随着波一起离开磁约束装置时，如果共振粒子在单??个局域模的相空间中保持与波的相位相同，共振粒子会发生锁相对流输运。当波??使粒子运动的守恒量发生变化时，粒子的轨道会穿越拓扑边界（损失边界），进??而引起粒子损失。对于随空间变化平缓的模，理论上预期随机扩散输运会起主导??作用，即非相干模对粒子的作用引起随机扩散。雪崩式输运是在高能粒??子输运对模有解稳作用时产生，此时高能粒子输运与模解稳过程相互加强。不同??输运类型的高能粒子相空间轨道如图１．４所示。??锁相对流输运指当一个共振粒子锁定在一个全域模的相空间，波会携带粒??１．５?Ｉ?Ｉ?ｋ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｖ?ｋ?Ｉ??：：??ｔ?＿?／?Ｌｏｓｔ?＼?ＴｒａｐｐｅｄＶＶ＂?＿??／?Ａｙｆｉｉｒ：??０．５?－?／?＊？／?＼?／?＼?Ｃｏ－ｐａｓｓｉｎｇ?＼?－??＇?ｒ?＼?／＼?＾ｗｉｄｏｍ?■??／?／?Ｃｏｕｎｔｅｒ－＼?／?＼??－／?／?ｐａｓｓｉｎｇ?＼?／?Ｌｏｓｔ＼?Ｅｘ?Ｂ?１?－??Ｑ?＾?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｌ——Ｊ??ｌ＼?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ＩＶ?Ｉ???－２－１０?１??Ｐ（／Ｖｗ?＾￣?Ｏｕｔｗａｒｄ??图１．４高能粒子不同轨道类型ｌ１６１。其中／＜为磁矩，＆为正则角动量，为装罝壁上极向??磁通，为粒子能量，构为磁轴处磁常红色矩形代表波扰动平衡Ｍ＃，使得在??损失边界附近的粒子与装置壁发生碰撞。绿色三角形代表停留在单个模相位屮的粒??子通过￡ｘＢ漂移穿越等离子体。蓝色菱形代表粒子随机扩散。紫色圆形代表雪崩??式输运。??子稳定的离开磁约束装
【参考文献】：
期刊论文
[1]Radial transport dynamics studies of SMBI with a newly developed TPSMBI code[J]. 王亚辉,郭文峰,王占辉,任启龙,孙爱萍,许敏,王爱科,项农. Chinese Physics B. 2016(10)
[2]Investigation of molecular penetration depth variation with SMBI fluxes[J]. 周雨林,王占辉,许敏,王奇,聂林,冯灏,孙卫国. Chinese Physics B. 2016(09)
[3]Comparison of Supersonic Molecular Beam Injection from Both Low Field Side and High Field Side of HL-2A[J]. 姚良骅,赵大为,冯北滨,陈程远,周艳,韩晓玉,李永高,Jerome BUCALOSSI,段旭如. Plasma Science and Technology. 2010(05)
[4]可控核聚变与国际热核实验堆（ITER）计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[5]Experiments on Gas Jet in the Wendelstein 7-AS Stellarator[J]. 姚良骅,J.Baldzuhn. Plasma Science & Technology. 2003(05)
[6]核聚变研究的发展历史[J]. 朱士尧. 物理. 1990(02)
本文编号：3227982
【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】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＩＴＥＲ装置示意图
Ａｄ＼?ａｎｃｔ＊?Ｉ＊ＦＣ?＼?ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｒ?ｕｄ＼?ａｎｃｒｄ?ｏｐ＜＊ｉ＊Ｍｔｉｏｎ??！ＩＬ〇２Ｍ?Ａｄｖｔｔｉｉｃｉ＇ｄ?ｄｉｖｅｉ＇ｔｏｒ．?ｈｉｇｈ?ｐｏｍ＞ｒ?ＩＩ＆Ｃ＇Ｉ），?ｄｉａｇｎｏｓｒｉｃｓ??Ｊ－ＴＥＸＴ?Ｉ）ｉ＊ｉｉ＊ｕｐｔｉ？ｎ?ｍｉｔｉｓａｔｉｏｎ．?ｂａｓｉｃ?ｐｌａｓｍａ??ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??２０１５?２０２０?２０２５?２〇３〇?２Ｕ３５?２０４０?２０４５?２０５０?２０５５?２０６４１??图１．２中国聚变能路线图｜７＼??５??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Radial transport dynamics studies of SMBI with a newly developed TPSMBI code[J]. 王亚辉,郭文峰,王占辉,任启龙,孙爱萍,许敏,王爱科,项农. Chinese Physics B. 2016(10)
[2]Investigation of molecular penetration depth variation with SMBI fluxes[J]. 周雨林,王占辉,许敏,王奇,聂林,冯灏,孙卫国. Chinese Physics B. 2016(09)
[3]Comparison of Supersonic Molecular Beam Injection from Both Low Field Side and High Field Side of HL-2A[J]. 姚良骅,赵大为,冯北滨,陈程远,周艳,韩晓玉,李永高,Jerome BUCALOSSI,段旭如. Plasma Science and Technology. 2010(05)
[4]可控核聚变与国际热核实验堆（ITER）计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[5]Experiments on Gas Jet in the Wendelstein 7-AS Stellarator[J]. 姚良骅,J.Baldzuhn. Plasma Science & Technology. 2003(05)
[6]核聚变研究的发展历史[J]. 朱士尧. 物理. 1990(02)
本文编号：3227982
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