EAST中性束注入实验分析研究.pdf

《EAST中性束注入实验分析研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、UniversityofScienceandTechnologyofChina博士学位论论文题目中性東法入卖验分析研￡作者姓名学科专业叔能科学与工程々純括、研‘先员呉破研免员导师姓名二〇一五年五月完成时间“肀逾科嗲敉术大嗲博士学位论文中性束注入实验分析研究作者姓名学科专业核能科学与工程导师姓名胡纯栋研宄员吴斌研宄员完成时间UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor'sdegreeTheStudyofNeutralBeamInjecti

2、onExperimentsonEASTAuthor'sName：：：中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：杏黑签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复

3、印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。“开口保密（—年）作者签名：去名导师签名签字日期：签字日期：￡广！摘要摘要高能中性粒子束注入对目标等离子体的加热效率比较高，是获得并维持长脉冲高性能等离子体的重要实验工具之一。第一条高功率中性束注入器在年夏季等离子体物理实验中首次投入使用，并取得了较好的实验结果。中性束注入期间

4、，等离子体的温度、密度、储能、能量约束时间、因子等都得到了大幅度的提升。对中性束加热条件下的等离子体热输运进行分析，能够模拟计算出中性束束能的沉积与损失，以及评估目标等离子体的约束性能等。本文首先简要的说明了束与等离子体相互作用的基本物理过程，回顾了在世界各大聚变装置上所做的具有代表性的中性束注入物理实验。介绍了首套中性束注入器的性能参数和运行使用情况，并列出了与束注入实验密切相关的几种物理诊断。采用程序中的模块，本文对本轮典型的兆瓦级高功率中性束注入实验数据进行热输运分析。计算结果表明，大约有的束能量能够被目标

5、等离子体有效吸收，的束能量会被损失掉，其中穿透损失为主要的能量损失机制。由于中性束注入器的切向注入半径较小，电流驱动的能力相对较弱，仅能贡献左右的非感应驱动电流。对不同束注入条件下的实验结果统计发现，中性束加热和电流驱动的效果会受到多种物理因素的影响。由中性束注入引起的等离子体储能的增长与束注入的功率基本上呈线性增长关系。中性束注入下模放电期间的能量约束时间是模放电期间的能量约束时间的—倍，模放电期间的等离子体能够运行到更高的密度空间。在等离子体电流爬升段注入适量功率和能量的中性束有利于改变优化等离子体的电流剖面

6、、节省上升段伏秒数消耗以及对等离子体进行有效的预加热等，是先进的等离子体运行模式之一。目前，在上己经开展了相关初步旳物理实验研宄，并观察到了较为明显的中性束预加热效果。本文对典型的中性束预加热实验进行了热输运分析，重点研宄了低密度下中性束注入的能量损失问题。并在此基础上，提出了“高密度爬升率，逐级加热”的中性束预加热等离子体物理实验方案。关键词：中性束注入热输运分析预加热AbstractAbstractNeutralbeaminjection(NBI)isaneffectiveheatingmethodtopro

7、duceandsustainthelongpulseandhighperformanceplasma.Thefirst4MWneutralbeaminjectorisappliedduringtheEAST2014summercampaign,thefiruitlyexperimentalresultsareimpressive.Theplasmatemperature,density,storedenergy,energyconfinementtimeandH98Y2factorremarkablyincrea

8、sedduringNeutralBeamInjectionperiod.ThetransportanalysisforthedischargeduringtheneutralbeaminjectiononEASTisdonetosimulatethebeampowerdepositionandloss,andtheenergyconfinementperformanceo