EAST高约束模式下的H因子改善和约束性能研究

发布时间：2023-10-01 22:39

　　能量约束时间以及约束改善因子(H因子)是评估等离子体约束性能的重要参数,可以作为高约束等离子体放电的重要参考依据。本文依托EAST装置,通过对能量约束时间以及H因子计算精度的提高,继而成功分析EAST装置典型的放电模式及其约束性能,在此基础之上获得了以射频波加热为主导H模能量约束时间定标率,对未来CFETR具有重要意义。文章首先系统性的研究了低杂波吸收系数,研究结果表明:低杂波的吸收系数随着等离子体密度的提高而降低;在纵场较高的情况下,低杂波吸收系数较高;低杂波频率越高吸收较好。该实验结果最终和数值模拟结论一致。对中性束而言,利用TRANSP程序模拟研究EAST实验条件,即不同束源、电流、密度及不同束能量,回归分析获得中性束吸收系数的估算公式,通过探索中性束注入下的快离子储能,最终给出了 EAST快离子储能的估算公式。基于吸收系数以及快离子储能研究结果,进一步提高了能量约束时间以及H因子结果的精度。通过广泛的数据分析,首次建立了 EAST装置的欧姆模数据库、L模数据库以及H模数据库。EAST实验定标结果显示拉长比的系数为-2.3,与IPB98(y,2)定标中的系数洽洽相反,但与KSTA...

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 可控核聚变及进展
    1.2 EAST托卡马克
    1.3 约束分析研究意义
    1.4 论文结构
第二章 等离子体约束及性能评价
    2.1 等离子体基本平衡与约束
    2.2 等离子体约束性能回顾
    2.3 等离子体内能计算
    2.4 约束时间及定标律
    2.5 H因子计算
    2.6 约束时间及H因子误差分析
    2.7 影响等离子体约束的因素及回归分析
    2.8 本章小结
第三章 辅助加热吸收系数及快离子储能研究
    3.1 低杂波吸收系数研究
        3.1.1 EAST低杂波系统
        3.1.2 低杂波加热原理
        3.1.3 低杂波吸收系数简介
        3.1.4 功率调制方法研究低杂波吸收系数
        3.1.5 低杂波吸收理论模拟
        3.1.6 低杂波调制实验中损失功率的评估
    3.2 中性束吸收系数研究
        3.2.1 EAST中性束系统简介
        3.2.2 中性束吸收系数研究方法
        3.2.3 TRANSP简介及运行设置
        3.2.4 模拟结果分析
    3.3 快离子储能
        3.3.1 快离子储能研究回顾
        3.3.2 TRANSP模拟结果及拟合
    3.4 本章小结
第四章 EAST H模数据库建立
    4.1 能量约束时间与H因子计算优化
    4.2 EAST典型放电评价
        4.2.1 零维模拟
        4.2.2 长脉冲稳态运行
        4.2.3 高β放电
    4.3 EAST H模数据库建立
    4.4 本章小结
第五章 EAST典型放电约束性能评价及定标率的建立
    5.1 EAST基本运行区
        5.1.1 比压与内感运行区间
        5.1.2 多种加热模式运行区间
        5.1.3 低杂波与电子回旋波协同效应
    5.2 纵场对约束的影响
    5.3 同位素效应
    5.4 约束时间定标研究
    5.5 本章小结
第六章 论文工作总结
参考文献
附录A 数据库变量名
附录B DⅢ-D快离子储能经验公式
附录C 积分计算快离子储能
附录D 快离子储能与中子产额
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3849575