EAST装置中性束注入时快离子反常扩散与其对热输运影响研究

发布时间：2022-08-11 17:03

　　对于磁约束聚变托卡马克装置（Tokamak）来说,中性束注入加热是一种非常重要的加热手段。对于未来的核聚变实验来说,例如ITER和核聚变原子能装置,中性束注入同样是一种基本的加热以及控制电流驱动和q剖面的手段。而在中性束加热的过程中,束产生的快离子会影响等离子体的约束效果,因此研究快离子对等离子体热输运的影响非常重要。本工作使用TRANSP数值模拟程序,对中性束注入到磁约束聚变实验装置EAST时的快离子输运现象进行模拟计算和分析,并将数值模拟分析结果与实验诊断数据进行了对比,发现qmin～2放电时为快离子反常输运而qmin～1放电时为新经典输运。利用数值本征值代码KAEC对两炮的Alfven本证进行了计算,发现当最小安全因子较高（qmin～2）时,在NBI加热中存在较多活跃的TAEs,因此可引起较为明显的快离子输运。此外,本文进一步研究了快离子扩散对等离子体热输运的影响,发现快离子扩散增加会导致NBI的加热效率降低,并且等离子体储能以及总加热功率也会发生明显的下降。最后推导了快离子扩散系数、电子温度与等离子体有效热输运系数的关系,发现快离子扩散和电子温度会对有效热输运系数产生相反的影响... 

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 Tokamak物理实验中常见的加热手段
        1.1.1 EAST中的中性粒子注入装置(NBI)
        1.1.2 EAST中的中性束注入研究
    1.2 快离子反常扩散以及其对热输运影响研究介绍
        1.2.1 各大装置中的高能离子反常输运研究
        1.2.2 NBI对等离子体热输运的影响
    1.3 本论文结构
第2章 快离子输运理论模型及计算程序
    2.1 NBI产生的快离子反常输运研究
        2.1.1 湍流和反常输运理论
    2.2 热扩散相关理论模型与TRANSP程序
    2.3 快离子输运模型与NUBEAM程序
第3章 中性束注入实验中反常快离子扩散研究
    3.1 中性束注入实验重要物理参数
    3.2 中性束注入模拟过程
    3.3 中性束加热等离子体的快离子扩散计算
        3.3.1 快离子反常扩散对等离子储能的影响
        3.3.2 快离子反常扩散对能量沉积的影响
        3.3.3 Alfven本证模与快离子扩散的关系研究
    3.4 本章小结
第4章 快离子反常扩散对热输运影响研究
    4.1 快离子扩散对中性束加热效率的影响
    4.2 快离子扩散系数与热输运系数关系
    4.3 本章小结
第4章 结论与总结
参考文献
附录A
致谢
在读期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]First Achievement of Plasma Heating for EAST Neutral Beam Injector[J]. 胡纯栋.  Plasma Science and Technology. 2015(01)
[2]EAST不同密度剖面下中性束注入模拟研究[J]. 王骥,胡纯栋,吴斌,王进芳.  核聚变与等离子体物理. 2012(03)

博士论文
[1]EAST中性束注入加热与电流驱动模拟研究[D]. 王骥.中国科学技术大学 2012



本文编号：3675045