托卡马克边界杂质输运相关研究

声明

摘要

第1章 引言

1．1 可控核聚变

1．2 托卡马克装置

1．3 托卡马克中的杂质

1．4 杂质输运研究的意义

1．5 本文的结构

第2章 边界杂质输运综述

2．1 托卡马克的偏滤器及刮削层

2．2 边界等离子体模型

2．3 边界杂质产生

2．4 边界杂质输运

2．4．1 垂直输运

2．4．2 平行输运

2．5 边界等离子体和杂质输运程序

2．6 本章小节

第3章 边界杂质输运程序OEDGE

3．1 原子分子数据库ADAS

3．2 网格生成程序

3．2．1 三角网格生成程序Triangle

3．2．2 四角网格生成程序GRID

3．2．3 四角网格DG-Carre程序

3．3 边界等离子体模型OSM

3．4 中性粒子输运程序EIRENE

3．5 杂质粒子输运程序DIVIMP

3．5．1 杂质源

3．5．2 杂质电荷态改变

3．5．3 杂质输运

3．6 边界等离子体集成程序OEDGE

3．7 本章小结

第4章 EAST偏滤器杂质注入的实验研究

4．1 EAST托卡马克装置

4．1．1 EAST装置介绍

4．1．2 EAST充气系统

4．2 实验主要诊断系统

4．2．1 快速EUV光谱仪系统

4．2．2 Filterscope光谱系统

4．2．3 偏滤器朗缪尔探针系统

4．3 EASTAr注入实验

4．3．1 充气阀门的测试与标定

4．3．2 杂质注入实验

4．4 实验结果与讨论

4．4．1 Ar光谱分析

4．4．2 EAST偏滤器屏蔽效应分析

4．5 本章小结

第5章 EAST偏滤器杂质注入的模拟研究

5．1 背景等离子体的模拟

5．1．1 建立网格

5．1．2 等离子体边界条件

5．1．3 背景等离子体的生成和验证

5．2 Ar杂质的输运行为模拟

5．2．1 Ar杂质输运模拟参数设置

5．2．2 不同位置充Ar的芯部污染结果

5．3 模拟结果与讨论

5．4 本章小结

第6章 DIII-D钨环实验的模拟研究

6．1．1 DIII-D托卡马克装置

6．1．2 主要边界诊断系统

6．2 DIII-D钨环实验

6．2．1 OMP-DP假设

6．2．2 偏滤器不同位置的钨环实验

6．3 OEDGE模拟偏滤器不同位置钨环的输运

6．3．1 网格与输入参数

6．3．2 基于DTS实验数据的EXB漂移模拟

6．3．3 碳杂质环境下钨靶板的溅射模拟

6．4 模拟结果与讨论

6．4．1 模拟结果与实验比较

6．4．2 钨杂质在顶部的聚集

6．4．3 不同位置的偏滤器屏蔽系数比较

6．5 本章小结

7．1 全文工作总结

7．2 本文创新点

7．3 工作展望

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