HL-2A装置上逃逸电子行为的研究
发布时间：2021-08-29 00:21
在托卡马克放电过程中,速率大于一定阈值的电子受到的碰撞阻尼力小于环向电场力,可在环向电场的持续加速下成为逃逸电子,其能量最高可达数十MeV。大通量的高能逃逸电子严重威胁着装置的安全运行,对逃逸电子的行为进行实验研究并探索有效抑制逃逸电子产生的方法是托卡马克等离子体物理学的主要研究内容之一。基于对核工业西南物理研究所HL-2A装置上的大量放电数据进行观察分析,本论文主要做了以下工作:1.深入分析了初级产生机制和逃逸电子产生的临界条件相关理论,得出了影响逃逸电子产生的两个关键因素——电子密度和电场强度。对HL-2A装置上欧姆放电下平顶阶段逃逸电子产生的阈值状态进行统计,并与理论阈值进行对比,研究发现HL-2A装置上逃逸电子产生的临界电场强度是Conner-hastie理论电场强度的12-58倍,抑制逃逸电子产生的临界电子密度远比理论预测的要低。对逃逸电子增长率的研究发现初级产生机制下逃逸电子的增长率与电场强度成正比,与电子密度成反比,这说明了可以通过减少环电压或提高等离子体密度来减缓或抑制逃逸电子产生。2.研究了电子回旋共振加热（ECRH）对等离子体电子分布的影响,在ECRH期间,等离子体...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 能源问题和核聚变能
1.2 受控核聚变
1.3 托卡马克装置
1.4 环流器二号
1.5 托卡马克逃逸电子及其研究意义
1.6 托卡马克逃逸电子研究现状
1.7 内容安排
第二章 托卡马克逃逸电子理论
2.1 逃逸电子的产生机制
2.1.1 初级产生机制
2.1.1.1 库伦碰撞
2.1.1.2 逃逸阈值
2.1.1.3 初级产生机制下的逃逸电子产生速率
2.1.2 Hot-tail产生机制
2.1.3 次级产生机制
2.2 逃逸电子轨道
2.3 逃逸电子能量极限
2.3.1 同步辐射
2.3.2 轨道漂移
2.3.3 约束时间
2.3.4 磁场波纹度
2.3.5 不稳定性
第三章 逃逸电子相关诊断设备介绍
3.1 逃逸电子的探测手段
3.2 硬X射线强度测量系统
3.3 中子测量系统
3.4 电子回旋辐射测量系统
3.5 软X射线成像系统
3.6 其他相关参数诊断设备简介
第四章 逃逸电子产生的阈值实验研究
4.1 临界逃逸理论分析
4.2 逃逸阈值实验研究
4.2.1 临界电场强度和临界电子密度
4.2.2 初级产生机制下逃逸电子增长率的实验研究
4.2.3 逃逸阈值实验分析方法存在的问题
4.2.4 提高电子密度对逃逸产生的影响
4.3 本章小结
第五章 电子回旋共振加热下逃逸电子行为研究
5.1 ECRH系统简介
5.2 ECRH下等离子体电子的变化
5.3 ECRH抑制或减缓逃逸产生
5.3.1 ECRH抑制或减缓电子逃逸
5.3.2 ECRH功率和持续时间对逃逸抑制效果的影响
5.4 本章小结
第六章 等离子体破裂期间逃逸电子实验研究
6.1 等离子体破裂介绍
6.2 破裂期间逃逸电子产生的实验研究
6.2.1 破裂期间逃逸电流产生条件的实验研究
6.2.2 典型破裂逃逸期间各阶段分析
6.3 本章小结
第七章 总结和展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterization of plasma current quench during disruption in EAST tokamak[J]. 陈大龙,Granetz Robert,沈飙,杨飞,钱金平,肖炳甲. Chinese Physics B. 2015(02)
[2]HT-7托卡马克等离子体逃逸电子螺旋角散射研究[J]. 卢洪伟,查学军,钟方川,周瑞杰,胡立群. 原子能科学技术. 2013(05)
[3]HT-7托卡马克slide-away放电充气对等离子体行为的影响[J]. 卢洪伟,查学军,胡立群,林士耀,周瑞杰,罗家融,钟方川. 物理学报. 2012(07)
[4]Investigation of fast pitch angle scattering of runaway electrons in the EAST tokamak[J]. 卢洪伟,胡立群,李亚东,钟国强,林士耀,许平,EAST-Team. Chinese Physics B. 2010(12)
[5]HL-2A装置2MW电子回旋共振加热系统研制[J]. 饶军,李波,周俊,姚列英,康自华,王明伟,李立,冯鲲,黄梅,陆志鸿,张劲松,李青,刘永. 核聚变与等离子体物理. 2009(04)
[6]Study of runaway electron behaviour during electron cyclotron resonance heating in the HL-2A Tokamak[J]. 张轶泼,杨进蔚,刘仪,宋先瑛,袁国梁,李旭,周艳,周俊,杨青巍,陈燎原,饶军,段旭如,潘传红. Chinese Physics B. 2009(12)
[7]HL-1M托卡马克中的中子通量和辐射剂量当量测量[J]. 杨进蔚,宋先瑛,李旭,张炜,郦文忠,王世庆. 物理学报. 2005(04)
[8]NaI（Tl）闪烁谱仪峰总比的蒙特卡罗计算[J]. 郭春营,罗永锋,林源根. 核电子学与探测技术. 2002(05)
[9]HL-1托卡马克中逃逸电子的最高能量和光致中子[J]. 杨进蔚,张光阳,梁文学,曾庆希,龚定夫,施明亮,卢杰,冯北生. 核聚变与等离子体物理. 1993(03)
硕士论文
[1]逃逸电子束不稳定性的实验研究[D]. 段卓琦.云南师范大学 2013
[2]环流器二号A等离子体破裂期间逃逸电子模拟研究[D]. 吴娜.大连理工大学 2013
[3]J-TEXT上逃逸电子和等离子体电流猝灭特征研究[D]. 张杨.华中科技大学 2013
[4]HL-2A装置上电子回旋波加热的实验研究[D]. 邝跃军.南华大学 2010
本文编号：3369517
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 能源问题和核聚变能
1.2 受控核聚变
1.3 托卡马克装置
1.4 环流器二号
1.5 托卡马克逃逸电子及其研究意义
1.6 托卡马克逃逸电子研究现状
1.7 内容安排
第二章 托卡马克逃逸电子理论
2.1 逃逸电子的产生机制
2.1.1 初级产生机制
2.1.1.1 库伦碰撞
2.1.1.2 逃逸阈值
2.1.1.3 初级产生机制下的逃逸电子产生速率
2.1.2 Hot-tail产生机制
2.1.3 次级产生机制
2.2 逃逸电子轨道
2.3 逃逸电子能量极限
2.3.1 同步辐射
2.3.2 轨道漂移
2.3.3 约束时间
2.3.4 磁场波纹度
2.3.5 不稳定性
第三章 逃逸电子相关诊断设备介绍
3.1 逃逸电子的探测手段
3.2 硬X射线强度测量系统
3.3 中子测量系统
3.4 电子回旋辐射测量系统
3.5 软X射线成像系统
3.6 其他相关参数诊断设备简介
第四章 逃逸电子产生的阈值实验研究
4.1 临界逃逸理论分析
4.2 逃逸阈值实验研究
4.2.1 临界电场强度和临界电子密度
4.2.2 初级产生机制下逃逸电子增长率的实验研究
4.2.3 逃逸阈值实验分析方法存在的问题
4.2.4 提高电子密度对逃逸产生的影响
4.3 本章小结
第五章 电子回旋共振加热下逃逸电子行为研究
5.1 ECRH系统简介
5.2 ECRH下等离子体电子的变化
5.3 ECRH抑制或减缓逃逸产生
5.3.1 ECRH抑制或减缓电子逃逸
5.3.2 ECRH功率和持续时间对逃逸抑制效果的影响
5.4 本章小结
第六章 等离子体破裂期间逃逸电子实验研究
6.1 等离子体破裂介绍
6.2 破裂期间逃逸电子产生的实验研究
6.2.1 破裂期间逃逸电流产生条件的实验研究
6.2.2 典型破裂逃逸期间各阶段分析
6.3 本章小结
第七章 总结和展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterization of plasma current quench during disruption in EAST tokamak[J]. 陈大龙,Granetz Robert,沈飙,杨飞,钱金平,肖炳甲. Chinese Physics B. 2015(02)
[2]HT-7托卡马克等离子体逃逸电子螺旋角散射研究[J]. 卢洪伟,查学军,钟方川,周瑞杰,胡立群. 原子能科学技术. 2013(05)
[3]HT-7托卡马克slide-away放电充气对等离子体行为的影响[J]. 卢洪伟,查学军,胡立群,林士耀,周瑞杰,罗家融,钟方川. 物理学报. 2012(07)
[4]Investigation of fast pitch angle scattering of runaway electrons in the EAST tokamak[J]. 卢洪伟,胡立群,李亚东,钟国强,林士耀,许平,EAST-Team. Chinese Physics B. 2010(12)
[5]HL-2A装置2MW电子回旋共振加热系统研制[J]. 饶军,李波,周俊,姚列英,康自华,王明伟,李立,冯鲲,黄梅,陆志鸿,张劲松,李青,刘永. 核聚变与等离子体物理. 2009(04)
[6]Study of runaway electron behaviour during electron cyclotron resonance heating in the HL-2A Tokamak[J]. 张轶泼,杨进蔚,刘仪,宋先瑛,袁国梁,李旭,周艳,周俊,杨青巍,陈燎原,饶军,段旭如,潘传红. Chinese Physics B. 2009(12)
[7]HL-1M托卡马克中的中子通量和辐射剂量当量测量[J]. 杨进蔚,宋先瑛,李旭,张炜,郦文忠,王世庆. 物理学报. 2005(04)
[8]NaI（Tl）闪烁谱仪峰总比的蒙特卡罗计算[J]. 郭春营,罗永锋,林源根. 核电子学与探测技术. 2002(05)
[9]HL-1托卡马克中逃逸电子的最高能量和光致中子[J]. 杨进蔚,张光阳,梁文学,曾庆希,龚定夫,施明亮,卢杰,冯北生. 核聚变与等离子体物理. 1993(03)
硕士论文
[1]逃逸电子束不稳定性的实验研究[D]. 段卓琦.云南师范大学 2013
[2]环流器二号A等离子体破裂期间逃逸电子模拟研究[D]. 吴娜.大连理工大学 2013
[3]J-TEXT上逃逸电子和等离子体电流猝灭特征研究[D]. 张杨.华中科技大学 2013
[4]HL-2A装置上电子回旋波加热的实验研究[D]. 邝跃军.南华大学 2010
本文编号：3369517
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3369517.html
