J-TEXT上逃逸电子和快速关断下冷前锋传播特征研究

发布时间：2023-05-20 02:25

　　破裂是托克马克中常见的快速失控事件，它对装置的危害主要体现在三个方面：局部热沉积毁坏第一壁；“晕电流”导致的电磁力j B 使装置承受机械负载；大量的高能逃逸电子严重威胁装置的运行。许多破裂缓解手段对热沉积和“晕电流”的缓解效果十分明显，却仍无法抑制逃逸电子的产生。因此，逃逸电子的行为研究，尤其是破裂期间逃逸电子相关的物理机制研究是非常重要的。目前在中型装置上大量气体注入杂质气体时可以缓解这三个危害。因此，大量气体注入手段最有希望能成为下一代装置的破裂缓解方案。然而，气体与等离子体的混合效率不高，穿透深度受到q=2磁面位置的影响。因此，我们很有必要研究气体的注入过程，寻求提高混合效率和穿透深度的优化方案。 在托卡马克等离子体中,电子能量超过一定阈值后，它将受到电场的持续加速而成为逃逸电子。经典理论认为逃逸电子产生机制包含两个部分：狄拉克初级产生机制和次级雪崩产生机制。通过这两种机制结合并且适当加入损失项，我们可以利用数值模拟重现实验中出现逃逸电流平台的情况。另外一种分析逃逸电子的理论是逃逸电子动量空间分析。考虑电场加速作用，碰撞阻尼力的减速作用和同步辐射损失作用，利用试探粒子弛豫方程来描...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 磁约束核聚变
    1.2 等离子体大破裂
    1.3 冷前锋传播的研究意义
    1.4 逃逸电子的研究意义
    1.5 本文的研究意义与内容安排
2 逃逸电子产生机制
    2.1 逃逸电子的狄拉克产生机制
    2.2 逃逸电子的雪崩产生机制
    2.3 逃逸电子的热尾部产生机制
    2.4 逃逸电流模拟
3 逃逸电子动力学分析及其应用
    3.1 动量空间中逃逸电子动力学方程
    3.2 逃逸电子能量限制的分析
    3.3 电磁扰动下的逃逸电子动力学分析
4 高温等离子体辐射与逃逸电子诊断
    4.1 等离子体中的常见辐射
    4.2 逃逸电子诊断原理及其手段
    4.3 J-TEXT 硬 X 射线诊断系统
5 快速关断下冷前锋传播实验的研究
    5.1 等离子体破裂缓解手段
    5.2 SMBI 注入下冷前锋传播实验
    5.3 MGI 注入下冷前锋传播实验
6 总结与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3820355