托卡马克台基区的离子极化密度修正
发布时间：2021-08-24 01:57
湍流输运是影响磁约束核聚变装置中高温等离子体约束性能的一个关键物理过程。大规模回旋动理学模拟已经成为研究激发湍流的微观不稳定性和湍流输运等线性和非线性物理过程的主要工具。回旋动理学模拟的一个重要部分是关于准确求解回旋动理学泊松方程,而其中一个关键在于准确计算离子极化密度。离子极化密度包含两部分,其中一部分因为离子回旋半径的变化而产生,这一部分保留在传统的回旋动理学模拟中;另一部分则因为离子密度的变化而产生,在托卡马克堆芯的弱等离子体梯度条件下由于其为高阶修正项故而在通常的回旋动理学模拟中被忽略,但是在高约束运行模式（H-mode-）下托卡马克台基区的强梯度条件下却变得非常重要,可以影响不稳定性和带状流响应从而不能被忽略。基于以上原因,我们围绕离子极化密度在本论文中开展了一系列回旋动理学模拟工作,得到如下创新性的研究成果。（一）我们使用单粒子图像解释了两部分极化密度的来源,分析了在不同参数下两个部分的量级对比。为了验证回旋动理学高阶极化密度修正的存在,我们开发了基于托卡马克环位形的高效求解全动理学粒子轨道的模拟算法,并且使用此模拟算法验证了高阶极化密度修正的必要性和准确性。（二）我们改进...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种原子核的平均结合能.Fe“的平均结合能最高h1<
虽然快堆号称可以将铀的利用率提高１００倍，但其安全性和技术难度??阻碍了大规模的商业化。??如果注意到图１．１中的Ｆｅ５６左侧，我们可以看到轻核聚变产生的能量可以??达到每个原子核ＭｅＶ量级，远远超过了裂变释放的能量，氢弹爆炸即为核聚变??能剧烈释放的过程。聚变原料和产物基本都没有放射性，是一种无污染的清洁能??源。聚变的要求极其苛刻，一旦不满足条件则自行终止，大大提高了安全性。另??外，聚变的主要原料之一——氣——在自然界的氢元素中占比０．０２％，由于地球??上水的大规模存在，使得氘几乎用之不竭，从一千克海水中提炼原料，聚变释放??的能量相当于３００升汽油，而地球上的海水约有１．３?ｘｌ０２１ｋｇ。聚变能源的优点??几乎使它成为可能的终极能源解决方案。将聚变能作为实用的能源需要聚变能量??缓慢释放
研究主要集中在降低等离子体不稳定性、加热等离子体、延长约束时间等方面。??不同的磁场位形正是由于考虑到不同的不稳定性而设计的。其中研究比较多的是??托卡马克装置和仿星器装置，两种装置的位形如图１．３和图１．４。??图１．３德国ＷＸ－７仿星器位形，蓝色为装置的线圈形状，黄色为其中的等离子体Ｍ??ｍａｇｎｅｔｉｃ??Ｐｌａｓｍａ?／?Ｐｌａｓｍａ?Ｖａｃｕｕｍ?Ｖｅｓｓｅｌ??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｌｉｎｅｓ?ｏｆ?ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ??ｆｏｒｃｅ?ｆｉｅｌｄ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ??图１．４托卡马克示意图ＰＩ??仿星器不需要持续的等离子体电流维持磁场，因此可以稳态运行，但代价是??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]A brief review:experimental investigation of zonal flows and geodesic acoustic modes in fusion plasmas[J]. 赵开君,董家齐,李继全,严龙文. Plasma Science and Technology. 2018(09)
[2]The AME2016 atomic mass evaluation （Ⅱ）.Tables,graphs and references[J]. 王猛,欧乔治,F.G.Kondev,黄文嘉,S.Naimi,徐星. Chinese Physics C. 2017(03)
博士论文
[1]托卡马克等离子体中测地声模的理论研究[D]. 仇志勇.中国科学技术大学 2010
本文编号：3359044
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种原子核的平均结合能.Fe“的平均结合能最高h1<
虽然快堆号称可以将铀的利用率提高１００倍，但其安全性和技术难度??阻碍了大规模的商业化。??如果注意到图１．１中的Ｆｅ５６左侧，我们可以看到轻核聚变产生的能量可以??达到每个原子核ＭｅＶ量级，远远超过了裂变释放的能量，氢弹爆炸即为核聚变??能剧烈释放的过程。聚变原料和产物基本都没有放射性，是一种无污染的清洁能??源。聚变的要求极其苛刻，一旦不满足条件则自行终止，大大提高了安全性。另??外，聚变的主要原料之一——氣——在自然界的氢元素中占比０．０２％，由于地球??上水的大规模存在，使得氘几乎用之不竭，从一千克海水中提炼原料，聚变释放??的能量相当于３００升汽油，而地球上的海水约有１．３?ｘｌ０２１ｋｇ。聚变能源的优点??几乎使它成为可能的终极能源解决方案。将聚变能作为实用的能源需要聚变能量??缓慢释放
研究主要集中在降低等离子体不稳定性、加热等离子体、延长约束时间等方面。??不同的磁场位形正是由于考虑到不同的不稳定性而设计的。其中研究比较多的是??托卡马克装置和仿星器装置，两种装置的位形如图１．３和图１．４。??图１．３德国ＷＸ－７仿星器位形，蓝色为装置的线圈形状，黄色为其中的等离子体Ｍ??ｍａｇｎｅｔｉｃ??Ｐｌａｓｍａ?／?Ｐｌａｓｍａ?Ｖａｃｕｕｍ?Ｖｅｓｓｅｌ??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｌｉｎｅｓ?ｏｆ?ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ??ｆｏｒｃｅ?ｆｉｅｌｄ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ??图１．４托卡马克示意图ＰＩ??仿星器不需要持续的等离子体电流维持磁场，因此可以稳态运行，但代价是??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]A brief review:experimental investigation of zonal flows and geodesic acoustic modes in fusion plasmas[J]. 赵开君,董家齐,李继全,严龙文. Plasma Science and Technology. 2018(09)
[2]The AME2016 atomic mass evaluation （Ⅱ）.Tables,graphs and references[J]. 王猛,欧乔治,F.G.Kondev,黄文嘉,S.Naimi,徐星. Chinese Physics C. 2017(03)
博士论文
[1]托卡马克等离子体中测地声模的理论研究[D]. 仇志勇.中国科学技术大学 2010
本文编号：3359044
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3359044.html
