EAST和WEST等离子体芯部高Z杂质的输运研究

目录

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摘要

第1章引言

1．1核聚变能发展的背景

1．2核聚变的基本原理

1．3磁约束核聚变装置

1．3．1托卡马克装置简介

1．3．2 EAST托卡马克

1．3．3 WEST托卡马克

1．4等离子体中的杂质

1．4．1杂质源

1．4．2杂质对等离子体的影响

1．4．3杂质在等离子体内的原子过程

1．4．4杂质在等离子体内的离子平衡

1．4．5杂质在等离子体内的辐射过程

1．5本章小结

第2章粒子输运机制

2．1一维杂质输运方程

2．2粒子运动轨迹

2．2．1回旋运动

2．2．2粒子漂移

2．2．3捕获粒子和通行粒子

2．3新经典输运

2．3．1碰撞

2．3．2新经典输运的物理解释

2．3．3碰撞区的杂质粒子通量

2．3．4新经典输运模拟代码

2．4．1微观不稳定性触发机制

2．4．2微观不稳定性种类

2．4．3湍流引起的杂质通量

2．4．4湍流的模拟

2．5本章小结

第3章杂质诊断系统及EAST杂质输运的初步实验研究

3．1 EAST装置杂质相关诊断系统

3．1．1 EAST新发展的极紫外光谱仪系统

3．1．2 EUV谱仪的绝对强度标定

3．1．4 EAST快速辐射量热和软X射线阵列诊断系统

3．2 WEST装置杂质相关诊断

3．2．1可见光谱

3．2．3软X射线阵列

3．2．4辐射测量仪(bolometer)

3．3 EAST芯部杂质输运的初步实验研究

3．3．1解析法研究杂质输运系数

3．3．2计算杂质输运系数的剖面

3．4本章小结

第4章EAST高z金属杂质行为的定量研究

4．1高Z杂质浓度计算的概述

4．2高Z杂质浓度计算方法

4．2．1金属杂质的相对密度

4．2．2铁、铜和钼杂质浓度的计算

4．2．3钨杂质浓度的计算

4．3杂质浓度计算方法应用

4．3．1 杂质浓度的准实时监测

4．3．2杂质浓度的统计研究

4．4本章小结

第5章WEST低约束等离子体钨杂质芯部输运研究

5．1实验现象

5．1．1 峰化的电子密度未造成钨杂质聚芯

5．1．2密度涨落测量

5．1．3充氮带来等离子体约束的改善

5．2数据的自洽性分析

5．3理论模拟

5．3．1模拟工具

5．3．2电子密度的峰化机制

5．3．3钨杂质的输运研究

5．3．4充氮改善等离子体约束的机制

5．4本章小结

第6章总结与展望

6．1全文总结

6．2本文创新点

6．3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它研究成果