EAST弹丸注入系统的发展及高约束模等离子体加料实验研究

发布时间：2023-03-11 02:44

　　低温氘氚燃料弹丸注入具有较高的粒子注入深度,能够有效提高等离子体的加料效率,是未来国际热核聚变堆(ITER)及其它装置实现高密度等离子体运行的关键手段。除此之外,选择合适的弹丸注入速度和尺寸,将弹丸注入到等离子体边界,还能用于控制未来聚变堆边界局域模(ELM)排出的极高热负荷,从而保护聚变堆的第一壁材料。“东方超环(EAST)”是我国自行研制的国际上首个非圆截面全超导中型托卡马克,具有类似ITER的运行模式和磁场位形,在其上面开展高约束模(H模)等离子体弹丸注入加料方面的研究对于EAST本身、ITER及未来聚变堆的运行都有重要意义。本文将主要介绍EAST上最新发展的高频氘弹丸注入系统及相关的实验研究,同时基于EAST上原有的弹丸注入系统,研究了具有不同类型ELM的H模等离子体的弹丸加料特性及弹丸加料对等离子体约束特性的影响,并且开展了共振磁扰动(RMP)抑制ELM与弹丸加料的联合实验。相比于超声分子束注入(SMBI)加料,弹丸加料补偿等离子体密度与恢复储能的效果更明显,这是由于弹丸加料相比于SMBI具有较大的粒子注入深度。首先,基于螺旋挤压成冰和高压气体推进技术,在EAST上发展和建造...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 磁约束核聚变
    1.2 托卡马克
    1.3 托卡马克加料技术
    1.4 辅助加热及等离子体的运行模式
    1.5 本文研究内容及意义
第2章 弹丸注入系统及实验的研究进展
    2.1 弹丸注入系统
        2.1.1 弹丸制备
        2.1.2 弹丸加速技术
    2.2 弹丸注入实验
        2.2.1 弹丸注入加料及密度控制
        2.2.2 边界局域模(ELM)控制
        2.2.3 破裂缓解
        2.2.4 芯部MHD的诱发与控制
    2.3 本章小结
第3章 EAST托卡马克及其弹丸注入系统发展
    3.1 EAST托卡马克
    3.2 10Hz低频弹丸注入系统
    3.3 50Hz高频弹丸注入系统
        3.3.1. 基本设计
        3.3.2 台面测试
        3.3.3 联机调试
    3.4 本章小结
第4章 H模等离子体弹丸注入加料实验研究
    4.1 具有第一类ELM的H模等离子体的弹丸加料
    4.2 具有第三类ELM的H模等离子体的弹丸加料
        4.2.1 基本结果
        4.2.2 第三类ELM行为的改变
        4.2.3 结果讨论
    4.3 本章小结
第5章 弹丸注入加料与共振磁扰动抑制ELM的联合实验
    5.1 实验设备
    5.2 实验过程及主要结果
        5.2.1 弹丸注入改善等离子体约束
        5.2.2 弹丸加料对ELM抑制效果的影响
    5.3 共振磁扰动条件下弹丸与超声分子束加料效果的对比
    5.4 结果讨论
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 创新点
    6.3 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
个人简历



本文编号：3759042