EAST上中性粒子对第一壁材料腐蚀研究
发布时间：2022-02-15 23:26
在托卡马克装置中,面向等离子体部件表面存在一些不与等离子体直接接触的区域,即所谓的磁场阴影区,其材料腐蚀与沉积过程很大程度上由电荷交换反应产生的中性粒子所决定,直接影响着材料寿命与装置中的燃料滞留。但目前托卡马克上中性粒子的产生规律尚不清楚,因此很难准确预测中性粒子对未来聚变堆第一壁材料腐蚀与沉积的影响。本文从工程和物理实验两方面着手,一方面,在EAST中平面H窗口上设计并搭建了一套基于飞行时间（Timeof Flight,TOF）的低能中性粒子分析仪（Low Energy Neutral Particle Analyzer,LENPA）系统,测量中平面附近的中性粒子发射能谱:另一方面,利用材料与边界等离子体测试平台（Material and Plasma Evaluation System,MAPES）设计并开展了中性粒子对第一壁材料的腐蚀实验,获得了材料腐蚀的速率。同时,利用诊断测得的中性粒子能谱计算的腐蚀速率与实验结果对比,互相验证,把中性粒子诊断测量和材料辐照实验结合起来研究中性粒子对第一壁腐蚀的影响。LENPA系统基于TOF分析法,根据测量中性粒子在给定距离里的飞行时间,获得...
【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】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 磁约束与核聚变
1.2 托卡马克装置
1.3 等离子体与壁相互作用
1.3.1 等离子体与壁相互作用过程
1.3.2 面对等离子体材料的选择
1.4 中性粒子对面向等离子体材料的腐蚀
1.5 本文研究内容和意义
第二章 国内外研究现状
2.1 中性粒子诊断研究现状
2.1.1 基于电磁场分析法的中性粒子分析仪
2.1.2 基于飞行时间分析法的中性粒子分析仪
2.2 中性粒子对材料腐蚀实验研究现状
2.2.1 JET装置上中性粒子对材料腐蚀实验
2.2.2 AUG装置上中性粒子对材料腐蚀实验
2.2.3 EAST上中性粒子相关实验
2.3 本章小结
第三章 EAST上低能中性粒子分析仪的建设
3.1 低能中性粒子分析仪设计
3.1.1 基于TOF的测量方法
3.1.2 中性粒子脉冲周期
3.1.3 开门时间
3.1.4 能量分辨率
3.2 低能中性粒子分析仪搭建与测试
3.2.1 真空泵组和真空监控、控制系统
3.2.2 粒子流控制系统
3.2.3 基于电子倍增管的粒子探测器系统
3.2.4 超高速数据采集系统
3.2.5 激光系统
3.3 低能中性粒子分析仪运行以及信号初步分析
3.4 本章小结
第四章 EAST上中性粒子对材料腐蚀实验研究
4.1 实验设计
4.1.1 卢瑟福背散射技术
4.1.2 样品结构设计
4.1.3 保护套筒结构设计
4.2 样品的制备
4.3 等离子体辐照实验
4.4 中性粒子对材料实验腐蚀速率的计算
4.5 本章小结
第五章 中性粒子对壁材料腐蚀速率的理论计算
5.1 等离子体对样品的平均固体角的计算
5.2 EAST上中性粒子对材料腐蚀速率的理论计算
5.3 ASDEX上中性粒子对材料腐蚀速率的理论计算
5.4 AUG上中性粒子对材料腐蚀速率的理论计算
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 文章的创新性
6.3 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Thermal analysis on the EAST tungsten plasma facing components with shaping structure counteracting the misalignment issues[J]. 王保国,朱大焕,丁锐,陈俊凌. Plasma Science and Technology. 2017(02)
[2]Overview of Development Status for EAST-NBI System[J]. 胡纯栋,谢亚红,谢远来,刘胜,许永建,梁立振,蒋才超,盛鹏,顾玉明,李军,刘智民. Plasma Science and Technology. 2015(10)
[3]圆面探测器对圆面源几何因子的蒙特卡罗计算[J]. 刘宗良,周剑良. 科技资讯. 2008(06)
[4]磁约束核聚变研究现状和前景展望[J]. 万元熙. 现代物理知识. 1999(05)
[5]21 世纪主要能源展望[J]. 王淦昌. 核科学与工程. 1998(02)
[6]惯性约束核聚变[J]. 王淦昌. 科学中国人. 1995(06)
[7]圆盘探测器几何因子的一种计算方法[J]. 魏信苗,吴治华. 核技术. 1991(01)
[8]圆盘面对放射性面源所张平均立体角的计算[J]. 倪光炯,陶宗英. 核技术. 1979(04)
硕士论文
[1]HT-7托卡马克中性粒子能谱仪的研究[D]. 许海.合肥工业大学 2007
本文编号：3627468
【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】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 磁约束与核聚变
1.2 托卡马克装置
1.3 等离子体与壁相互作用
1.3.1 等离子体与壁相互作用过程
1.3.2 面对等离子体材料的选择
1.4 中性粒子对面向等离子体材料的腐蚀
1.5 本文研究内容和意义
第二章 国内外研究现状
2.1 中性粒子诊断研究现状
2.1.1 基于电磁场分析法的中性粒子分析仪
2.1.2 基于飞行时间分析法的中性粒子分析仪
2.2 中性粒子对材料腐蚀实验研究现状
2.2.1 JET装置上中性粒子对材料腐蚀实验
2.2.2 AUG装置上中性粒子对材料腐蚀实验
2.2.3 EAST上中性粒子相关实验
2.3 本章小结
第三章 EAST上低能中性粒子分析仪的建设
3.1 低能中性粒子分析仪设计
3.1.1 基于TOF的测量方法
3.1.2 中性粒子脉冲周期
3.1.3 开门时间
3.1.4 能量分辨率
3.2 低能中性粒子分析仪搭建与测试
3.2.1 真空泵组和真空监控、控制系统
3.2.2 粒子流控制系统
3.2.3 基于电子倍增管的粒子探测器系统
3.2.4 超高速数据采集系统
3.2.5 激光系统
3.3 低能中性粒子分析仪运行以及信号初步分析
3.4 本章小结
第四章 EAST上中性粒子对材料腐蚀实验研究
4.1 实验设计
4.1.1 卢瑟福背散射技术
4.1.2 样品结构设计
4.1.3 保护套筒结构设计
4.2 样品的制备
4.3 等离子体辐照实验
4.4 中性粒子对材料实验腐蚀速率的计算
4.5 本章小结
第五章 中性粒子对壁材料腐蚀速率的理论计算
5.1 等离子体对样品的平均固体角的计算
5.2 EAST上中性粒子对材料腐蚀速率的理论计算
5.3 ASDEX上中性粒子对材料腐蚀速率的理论计算
5.4 AUG上中性粒子对材料腐蚀速率的理论计算
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 文章的创新性
6.3 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Thermal analysis on the EAST tungsten plasma facing components with shaping structure counteracting the misalignment issues[J]. 王保国,朱大焕,丁锐,陈俊凌. Plasma Science and Technology. 2017(02)
[2]Overview of Development Status for EAST-NBI System[J]. 胡纯栋,谢亚红,谢远来,刘胜,许永建,梁立振,蒋才超,盛鹏,顾玉明,李军,刘智民. Plasma Science and Technology. 2015(10)
[3]圆面探测器对圆面源几何因子的蒙特卡罗计算[J]. 刘宗良,周剑良. 科技资讯. 2008(06)
[4]磁约束核聚变研究现状和前景展望[J]. 万元熙. 现代物理知识. 1999(05)
[5]21 世纪主要能源展望[J]. 王淦昌. 核科学与工程. 1998(02)
[6]惯性约束核聚变[J]. 王淦昌. 科学中国人. 1995(06)
[7]圆盘探测器几何因子的一种计算方法[J]. 魏信苗,吴治华. 核技术. 1991(01)
[8]圆盘面对放射性面源所张平均立体角的计算[J]. 倪光炯,陶宗英. 核技术. 1979(04)
硕士论文
[1]HT-7托卡马克中性粒子能谱仪的研究[D]. 许海.合肥工业大学 2007
本文编号：3627468
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3627468.html
