弹丸在托卡马克等离子体中的消融研究

发布时间：2022-12-04 21:12

　　聚变为人类可持续发展提供了新希望。托卡马克是最有可能实现经济可行的核聚变装置。氘弹丸注入不仅可以实现加料目的,同时可以用来调制触发边界局域模（ELMs）;其它低原子序数杂质弹丸不但具有控制托卡马克等离子体放电,还可以用于诊断。在托卡马克应用中,锂弹丸注入可应用于调制ELMs、壁处理、电流密度诊断和高能粒子的诊断等。相应不同应用目的,弹丸注入的参数不同,比如弹丸半径、注入速度等,从而导致弹丸与装置中等离子体相互作用产生的影响效果不同。但是不管注入弹丸的出发点是什么,都难免研究弹丸的消融过程,所以弹丸的注入深度、弹丸消融随轨迹所产生的质量沉积和密度分布、弹丸在背景等离子体中的存活时间等物理量显得尤为重要。本文采用Parks提出的稳态的球对称中性气体屏蔽一维模型,重点研究锂弹丸在托卡马克中与背景等离子体的相互作用。利用此模型,可以给出消融云的温度、流速、压强等,以及背景等离子体的入射能流和平均电子能量等物理量随半径变化的分布。为了深入理解锂弹丸的消融过程,分别研究了了升华能相对小的氢弹丸和升华能相对高的硼弹丸的消融过程,并与锂的消融进行了对比研究。结果显示,不同弹丸形成的消融云对背景等离子体... 

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 聚变简介
    1.2 弹丸在托卡马克中的应用
    1.3 锂弹丸在托卡马克中的应用
        1.3.1 锂弹丸用于抑制ELMs
        1.3.2 锂弹丸用于壁处理
        1.3.3 锂弹丸用于电流密度诊断
2 物理模型
    2.1 整体近似
    2.2 氢弹丸消融过程的物理模型
        2.2.1 入射电子能量
        2.2.2 表面消融动力学
        2.2.3 消融云的动力学方程
        2.2.4 无量纲化
    2.3 低原子序数杂质弹丸消融模型
        2.3.1 杂质弹丸与氢弹丸消融模型不同的物理原因
        2.3.2 低原子序数杂质弹丸消融模型的流体方程
        2.3.3 低原子序数杂质弹丸消融模型的边界条件
    2.4 本章小结
3 模拟结果
    3.1 氢弹丸的模拟结果
    3.2 硼弹丸消融过程中的各物理量的分布情况
    3.3 锂弹丸消融过程中各物理量的分布情况
    3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]HL-1M弹丸云分析和安全因子初步测量[J]. 郑银甲,冯震,刘永,肖正贵,李承跃,郭干城,李波,宋显明.  核聚变与等离子体物理. 2000(04)



本文编号：3709000