检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学技术大学学报 2020年第9期50卷 1193-1217页

作者：胡建生左桂忠王亮丁锐余耀伟张洋徐伟中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031

可控聚变能具有安全、清洁、燃料丰富等优点,是解决人类未来能源问题的主要选择之一.在磁约束核聚变装置中,来自高温等离子体的强热流、强粒子流与直接面对等离子体的器壁之间产生的强烈相互作用,不仅会导致第一壁损伤,产生杂质,污染等... 详细信息

可控聚变能具有安全、清洁、燃料丰富等优点,是解决人类未来能源问题的主要选择之一.在磁约束核聚变装置中,来自高温等离子体的强热流、强粒子流与直接面对等离子体的器壁之间产生的强烈相互作用,不仅会导致第一壁损伤,产生杂质,污染等离子体,引起等离子体能量辐射损失与等离子体约束性能降低,同时滞留在壁上的燃料粒子再循环直接影响等离子体密度控制.稳态控制等离子体与壁相互作用对于实现长脉冲高参数的等离子体至关重要,其主要研究内容包括面对等离子体壁材料的选择及其表面处理以控制燃料粒子再循环与杂质产生,控制来自等离子体的强粒子流和热流以减少壁材料损伤,以及发展高效冷却结构以快速移除沉积在壁上的高热负载等.经过数十年发展,特别在我国EAST超导托卡马克上,研究了石墨、钨、铍、钼等壁材料与结构,发展了壁表面清洗与涂覆改性技术,提出了多种控制等离子体热流的先进方法,初步开展了流动液态金属壁的研究,取得了重要进展,有效控制等离子体与壁相互作用,促进了长脉冲高参数等离子体的实现与性能提高.针对具有更高热负荷、更长脉冲以及高能量中子辐照等特点的长时间不间断运行的未来聚变堆,等离子体与壁相互作用稳态控制仍然面临严峻挑战.

关键词：磁约束核聚变等离子体与壁相互作用 EAST超导托卡马克

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鞘层对EAST托卡马克中等离子体与壁相互作用的影响

鞘层对EAST托卡马克中等离子体与壁相互作用的影响

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作者：门宗政中国科学技术大学

学位级别：博士

由于物理和工程上的原因,托卡马克磁场并不能完美地约束住等离子体。这些没有被约束住的等离子体最终会损失到托卡马克面向等离子体部件上,从而导致面向等离子体部件上的热流和等离子体与壁相互作用。随着托卡马克等离子体放电实验参数... 详细信息

由于物理和工程上的原因,托卡马克磁场并不能完美地约束住等离子体。这些没有被约束住的等离子体最终会损失到托卡马克面向等离子体部件上,从而导致面向等离子体部件上的热流和等离子体与壁相互作用。随着托卡马克等离子体放电实验参数越来越高,脉冲时间越来越长,特别是边界局域模爆发期间,面向等离子体部件上过大的热流和过强的等离子体与壁相互作用,会造成面向等离子体部件损伤并产生杂质影响等离子体放电性能。目前已经开发出基于流体模型的不同的模拟程序(如SOLPS、BOUT++、JOREC等)来研究热流和等离子体与壁相互作用。但是,这些程序只包含准中性等离子体区域,仅将经典德拜鞘的玻姆判据作为其边界条件。但是鞘层的性质跟如外加磁场、等离子体与壁相互作用、等离子体的组份等众多因素有关,从而也会对热流和等离子体与壁相互作用造成完全不同的影响。因此,在进行涉及鞘层的所有物理研究过程中,仅将鞘层作为边界条件的处理方法是不自洽的。本文通过粒子模拟的方法,自洽地将鞘层考虑在内,重点研究了在EAST托卡马克两种高热通量部件(限制器与偏滤器)上,鞘层对热流和等离子体与壁相互作用的影响。热斑是EAST高功率低杂波电流驱动放电实验中在低杂波天线保护限制器上被观察到的。热斑不但会损坏装置器壁、限制低杂波功率的进一步提升,而且因为产生了过量的杂质而大大降低了等离子体的放电性能。为了找出造成热斑的原因,我们利用粒子模拟程序自洽地计算了保护限制器表面的热流。利用准线性理论给出的电子与低杂波相互作用后的速度分布,我们研究发现,由于快电子的存在,鞘层内的悬浮电势极大地增大,与此同时,保护限制器表面的能流也大大增加从而使得保护限制器表面温度上升到可以形成热斑的温度。快电子的存在和高悬浮电势使得二次电子发射、物理溅射等等离子体与壁相互作用也变得重要起来,因此在模拟中,我们考虑了两种不同的壁材料石墨(本工作进行时EAST保护限制器材料)和钨(EAST将来改造计划)壁情况下溅射产额,发现当系统中存在快电子时,溅射产生的杂质问题十分严重。在EAST长脉冲放电实验中,偏滤器靶板上的热流是EAST托卡马克安全运行的重要参数。因此,自洽的热流解析公式对指导实验、评估热流大小十分重要。与经典德拜鞘不同的是,偏滤器靶板附近有外加磁场,而且靶板与磁场之间的夹角很小,这种情况下的鞘层与经典德拜鞘层的性质不同。为了给出自洽的解析公式,准确评估偏滤器靶板热流,就必须重新考虑磁场对鞘层的影响。为此,我们利用粒子模拟程序研究了在磁场与靶板夹角很小情况下沉积到偏滤器靶板上的能流。结果表明,在鞘层内,电子平行于磁场的速度分布函数是截断麦克斯韦分布。因此,偏滤器靶板上的电子能流可以由解析公式给出。但是,离子的速度分布函数却强烈依赖磁场与靶板之间的夹角。因为离子在鞘层内沿开放轨道运动,洛伦兹力会将鞘层的电势能更多地转换为磁场与鞘层电场所在平面的法线方向上的动能。因此,偏滤器靶板上的离子热流只能通过能量守恒给出。通过与模拟结果对比发现,电子、离子热流的解析公式与模拟结果吻合较好。最后,在获得偏滤器靶板上热流的解析公式后,我们发现热流是与电子温度的1.5次方成正比。因此,边界局域模爆发时,从边界等离子体中排出的热等离子体必然会使偏滤器靶板上的热流会显著增加。另外,多成分的等离子体还会改变鞘层性质,继而改变偏滤器靶板上的热流和等离子体与壁相互作用。所以,我们进一步用粒子模拟研究了边界局域模爆发期间,偏滤器靶板上的热流和溅射。研究发现,边界局域模释放的热等离子体会显著增加鞘层内的电势和偏滤器靶板上的热流。由于本底离子的浓度远大于热离子的浓度,所以,偏滤器靶板上的热流主要由本底离子贡献。热电子的热流只有在温度很高时才变得重要,而这时本底电子因为鞘层电势太高无法进入鞘层从而对热流没有贡献。因为热离子的温度较高入射能量较大,所以靶板的溅射产额主要来自热离子。特别是对钨的溅射,本底离子的入射能量因为始终低于钨的溅射能量阈值而不能将钨从材料表面溅射出来。

关键词：鞘层热流等离子体与壁相互作用粒子模拟

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磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展

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中国材料进展 2010年第7期29卷 42-48页

作者：吕广宏罗广南李建刚北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100191 中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031

核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材... 详细信息

核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材料问题。其中关键材料问题的解决在很大程度上取决于我们对等离子体与壁材料相互作用(Plasma-Wall Interactions,PWI)过程和机理的深入理解。PWI现象主要发生在托卡马克磁场最外封闭磁面以外的边界等离子体(又称为刮削层,Scrapped-Off Layer,SOL)和直接接触SOL的面对等离子体材料(Plasma-Facing Materials,PFM)区域内。因此,PWI问题直接决定了聚变的装置运行安全性、壁材料部件研发进程和未来壁的使用寿命。弄清PWI的各种物理过程和机理并施以有效的控制,是未来核聚变能实现的重要环节之一。对PWI国内外研究现状进行了详细的总结评述,并阐述了PWI的未来发展趋势和亟待解决的问题。

关键词：磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用

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我国聚变堆第一壁材料的等离子体辐照设施概况及实验进展

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材料热处理学报 2019年第11期40卷 51-57页

作者：袁小刚周海山李波杨鑫罗广南中国科学院合肥物质科学研究院安微合肥230031 中国科学技术大学科学岛分院安微合肥230026

直线型等离子体装置可以获得稳定、长脉冲、多种类的等离子体,具有参数可调、操作简单等特点,适合模拟聚变堆偏滤器区高密度、低温等离子体,是目前研究等离子体与壁相互作用(Plasma wall interaction,PWI)的有效手段。国内外利用各种直... 详细信息

直线型等离子体装置可以获得稳定、长脉冲、多种类的等离子体,具有参数可调、操作简单等特点,适合模拟聚变堆偏滤器区高密度、低温等离子体,是目前研究等离子体与壁相互作用(Plasma wall interaction,PWI)的有效手段。国内外利用各种直线型等离子体装置开展了大量PWI相关研究。本文主要综述了我国直线型等离子体装置的发展及其在PWI领域的研究现状,根据等离子体放电类型对国内的直线型等离子体装置进行了分类介绍,总结了关键参数与研究成果,并对未来直线装置的发展方向提出了展望。

关键词：聚变堆材料等离子体与壁相互作用直线等离子体装置

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氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究

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核技术 2018年第1期41卷 70-76页

作者：吴樑徐国梁周一夫张传家毛世峰罗正平郭勇彭学兵叶民友中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

由于低质量数材料不可接受的高腐蚀率以及氚共沉积的问题,未来聚变堆中更希望使用全钨壁。由于钨在芯部的高辐射冷却率,芯部的钨杂质浓度需要限制在非常低的水平(约10^(-5))。中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor... 详细信息

由于低质量数材料不可接受的高腐蚀率以及氚共沉积的问题,未来聚变堆中更希望使用全钨壁。由于钨在芯部的高辐射冷却率,芯部的钨杂质浓度需要限制在非常低的水平(约10^(-5))。中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)要求其高功率稳态运行,全钨壁是优先考虑的方案。为了估计全钨壁CFETR的芯部钨杂质浓度,用边界等离子体物理模拟软件SOLPS(Scrape-off Layer Plasma Simulation)对下单零偏滤器位形不同氖气(Ne)辐射杂质注入速率下模拟得到边界等离子体背景,再利用蒙特卡罗杂质输运程序DIVIMP(DIVertor and IMPurity)对钨杂质的输运进行了模拟。当Ne注入速率较低、靶板温度仍然较高时,即使仅考虑靶板为钨材料,芯部钨杂质浓度依然过高。当外靶板峰值温度降低至约10 eV时,钨靶板对芯部钨杂质浓度的贡献降至可接受的水平;但当包含主等离子体室壁的贡献时,芯部钨杂质浓度仍然达到10^(-4)的水平。因此当Ne杂质注入速率较高时,过高的芯部钨杂质浓度主要来源于主等离子体室壁。未来的工作中需要进一步关注钨壁对芯部钨杂质浓度的影响。

关键词：中国聚变工程试验堆 DIVIMP 等离子体与壁相互作用数值模拟钨杂质输运

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激光散斑干涉诊断托卡马克EAST第一壁形貌实验平台建立及应用研究

激光散斑干涉诊断托卡马克EAST第一壁形貌实验平台建立及应用研究

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作者：王宏北大连理工大学

学位级别：博士

清洁安全的核聚变能对解决中国能源供给问题尤其重要,而磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现主要面临物理和材料两方面的瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材料... 详细信息

清洁安全的核聚变能对解决中国能源供给问题尤其重要,而磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现主要面临物理和材料两方面的瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材料问题。等离子体与壁相互作用(Plasma Wall Interaction,PWI)过程与机理的研究有助于解决上述问题,研究PWI的过程与机理并施以有效控制,被认为是实现受控热核聚变的最核心问题之一,对未来中国聚变工程实验堆(ChinaFusionEngineeringTestReactor,CFETR)的设计、建造和运行都具有重要意义。激光散斑干涉技术是一种非接触式全场实时测量技术,具有通用性强、测量精度高、测量动态范围宽等诸多优点,因而成为核聚变托卡马克第一壁形貌动态监测的重要诊断手段,可针对第一壁材料表面所发生的形貌变化,如表面位移、应力应变、材料侵蚀、粒子再沉积等,进行原位在线实时测量。本论文以激光散斑干涉技术应用于托卡马克第一壁形貌动态监测为研究背景,主要开展了以下工作:第二章基于散斑干涉技术,在实验室条件建立了激光散斑干涉第一壁形貌动态监测与诊断研究实验平台(Speckle Interferometry Experiment Platform in Dalian University of Technology,DUT-SIEP),该平台主要由激光光源系统、高精度压电陶瓷位移系统和高分辨成像系统组成。激光光源系统包含可调谐染料激光器、OPO激光器、半导体激光器和He-Ne激光器等,可有针对性的选择激光波长与激光能量输出,用于满足不同待测材料表面形貌特征及反射率差异的要求;高精度压电陶瓷位移系统由压电相移传感器和高灵敏度驱动控制器组成,具备亚毫秒的响应时间,可实现0～2微米范围的高精度位移,其有效行程范围内位移偏量分辨率为0.1纳米;高分辨成像系统可通过外触发时序控制,与纳秒脉冲激光保持同步,实现2208[H]×3000[V]分辨率的图像连续高速采集。第三章为了实现托卡马克EAST第一壁形貌诊断的技术要求,实验平台各硬件系统均与集成控制终端进行连接,通过自主开发托卡马克EAST第一壁形貌监测集成控制与数据采集系统,将实验平台的时序同步控制与散斑干涉图像采集功能进行整合,实现了激光散斑干涉形貌测量的程序化远程控制,使DUT-SIEP实验平台成为托卡马克第一壁形貌诊断研究的重要离线测试平台,为解决托卡马克第一壁形貌在线动态监测提供技术保障和支撑。第四章利用激光烧蚀模拟托卡马克第一壁表面的微尺度形貌变化,开展了金属钨镜与金属钼镜的单波长和双波长激光散斑干涉形貌诊断测量,通过激光散斑干涉形貌测量结果与轮廓仪和共聚焦显微镜的形貌表征结果比对,验证了 DUT-SIEP实验平台的形貌测量准确性与可靠性,是未来EAST第一壁形貌诊断研究的重要原理实证工作。第五章面向真实的EAST偏滤器钨瓦开展双波长激光散斑干涉离线形貌诊断研究,并模拟了 EAST装置的远场实验条件,通过对双波长散斑干涉形貌测量与诊断的研究,进一步验证了激光散斑干涉技术应用于EAST装置第一壁形貌原位在线监测的可行性,检验了 DUT-SIEP实验平台及未来EAST原位、在线监测集成控制终端与数据采集系统的可靠性,为EAST装置第一壁形貌原位动态监测平台,提供前期工作基础和设计参考。

关键词：托卡马克激光散斑干涉等离子体与壁相互作用侵蚀与再沉积激光烧蚀

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脉冲激光烧蚀托卡马克高Z壁材料等离子体动力学和发射光谱数值模拟

脉冲激光烧蚀托卡马克高Z壁材料等离子体动力学和发射光谱数值模拟

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作者：付彩龙大连理工大学

学位级别：博士

磁约束核聚变是实现聚变能的主要途径,是解决人类能源和环境双重危机的最佳途径之一。然而,在托卡马克装置中,由于等离子体不稳定和粒子碰撞,磁场不能完全阻止等离子体热流和高能粒子流的横向输运,这导致了等离子体与托卡马克第一壁材... 详细信息

磁约束核聚变是实现聚变能的主要途径,是解决人类能源和环境双重危机的最佳途径之一。然而,在托卡马克装置中,由于等离子体不稳定和粒子碰撞,磁场不能完全阻止等离子体热流和高能粒子流的横向输运,这导致了等离子体与托卡马克第一壁材料的相互作用(Plasma Wall Interaction,PWI),发生第一壁侵蚀、杂质产生、燃料滞留和再沉积等问题。由于托卡马克装置的极端工作条件,开展等离子体与壁材料相互作用诊断研究,对第一壁材料的选取和未来的聚变堆装置寿命及安全运行都有着极为重要的意义。激光诱导击穿光谱(LaserInduced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技术被认为是等离子体与材料相互作用中元素诊断的重要工具,并已经在“东方超环”(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)装置中在线应用。近年来,各国在直线等离子体装置上的LIBS实验研究也取得了不同程度的进展。激光烧蚀等离子体参数决定着LIBS的关键物理过程,等离子体尺度小、时间短以及高温高压的极端条件,使得传统的诊断方法无法获得激光烧蚀等离子体的详细参数。尤其是等离子体演化的早期阶段,特征谱线淹没在轫致辐射谱线中,提高了实际测量的难度,对LIBS定量分析精度影响很大。因此需要通过建立合理的数值模型,为激光烧蚀托卡马克高Z壁材料过程中等离子体动力学以及发射光谱提供详细参数,在优化LIBS实验技术的同时,还能更深入地理解激光与材料相互作用的机理。目前存在多种激光烧蚀等离子体的模型,但大多数模型描述的物理过程不全面,或侧重于对材料的烧蚀,或侧重于对等离子体羽辉的描述。而利用激光烧蚀等离子体模型针对托卡马克高Z壁材料的研究相对较少。尤其是在大型聚变装置上,激光烧蚀等离子体的模型主要集中在高能激光打靶惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)的相关领域,与LIBS相关的激光烧蚀第一壁高Z材料的等离子体动力学及发射光谱的数值模拟研究工作极为匮乏。因此,本文针对EAST第一壁诊断的重要需求,通过建立合理的理论数值模型,为激光烧蚀托卡马克壁材料过程中等离子体动力学以及发射光谱提供详细参数,从而更深入地理解激光与高Z材料相互作用的物理机理。具体研究内容如下:第二章,建立了真空条件下纳秒脉冲激光烧蚀托卡马克高Z壁材料的一维流体动力学以及发射光谱模型。该模型综合考虑了激光烧蚀靶材的相变、等离子体羽辉的动力学演化、等离子体局域热平衡(LTE)、等离子体屏蔽效应以及等离子体发射光谱等物理过程,利用有限差分法、流体力学的黎曼解法和牛顿迭代法等数值算法,使用C++语言进行了编程。第三章,利用所建立的单脉冲模型,进行了激光烧蚀托卡马克高Z壁材料钼(Mo)和钨(W)等离子体动力学以及发射光谱的数值模拟。首先,计算了激光烧蚀Mo等离子体屏蔽效应随激光功率密度的变化规律、Mo等离子体羽辉的主要参数(粒子数密度、速度和温度)、Mo原子谱线的时间演化,并与实验数据进行了比较分析。然后,研究了激光烧蚀W等离子体温度与W等离子体轫致辐射强度的关系、W原子谱线和一价离子谱线的时间演化以及W等离子体轫致辐射的时间演化,并与实验数据进行了比较分析。最后,将不同功率密度下W等离子体与Mo等离子体的密度、温度以及速度进行了对比。第四章,在单脉冲模型的基础上,建立了真空条件下双脉冲激光烧蚀托卡马克高Z壁材料的一维流体动力学以及发射光谱模型。考虑了两个脉宽同为纳秒量级的高斯型的脉冲激光,对于连续脉冲(双脉冲间隔小于激光脉宽)的情况,边界条件与单脉冲模型相同;而对于非连续脉冲(双脉冲间隔大于激光脉宽)的情况,需要将Knudsen层作为边界条件。针对双脉冲的不同时间间隔,以及不同的激光功率密度,讨论了第二束脉冲激光能量在等离子体与靶材中的耦合过程。对于非连续和连续的双脉冲烧蚀托卡马克高Z壁材料模型,均考虑了等离子体中冲击波的形成,利用守恒型差分格式,流体力学的黎曼解法,捕捉两个等离子体相互作用过程中形成的冲击波。第五章,利用所建立的双脉冲模型,进行了双脉冲间隔分别为50ns和100ns情况下激光烧蚀EAST壁材料Mo和W等离子体动力学以及发射光谱的数值模拟。首先,计算了双脉冲条件下W等离子体的参数(粒子数密度、速度和温度)、W等离子体屏蔽效应、W等离子体发射光谱。然后,计算了双脉冲和单脉冲情况下Mo等离子体动力学对比、双脉冲情况下W等离子体与Mo等离子体的动力学对比以及不同功率密度对应Mo等离子体动力学演化。第六章,总结全文并对将来LIBS数值模拟研究工作进行了展望。

关键词：激光诱导击穿光谱脉冲激光烧蚀等离子体发射光谱等离子体数值模拟托卡马克壁诊断等离子体与壁相互作用高Z壁材料

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托卡马克装置中长脉冲高功率运行模式下钨偏滤器基础物理研究

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中国基础科学 2018年第5期20卷 5-10,40页

作者：胡建生王亮孙震姚达毛陈俊凌桑超峰丁洪斌施立群叶民友中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 大连理工大学物理学院大连116024 复旦大学上海200433 中国科学技术大学合肥230026

可控聚变能是人类追求的一种清洁、安全、丰富的未来能源,其中磁约束核聚变研究主要采用托卡马克装置来开展。经过几十年的发展和实验验证,具有偏滤器位形的托卡马克已被国际上认证为实现聚变能最有可能的途径。当前,偏滤器靶板与等离... 详细信息

可控聚变能是人类追求的一种清洁、安全、丰富的未来能源,其中磁约束核聚变研究主要采用托卡马克装置来开展。经过几十年的发展和实验验证,具有偏滤器位形的托卡马克已被国际上认证为实现聚变能最有可能的途径。当前,偏滤器靶板与等离子体强烈的相互作用是当前聚变研究面临的最为严峻的挑战,是我国全超导托卡马克装置EAST、国际热核聚变实验堆ITER亟待解决的难题。为此提出了解决这些难题的工作思路和重点研究内容。针对未来聚变堆稳态运行模式相关的偏滤器关键难题,在长脉冲时间尺度上深入开展高功率钨偏滤器运行的基础物理问题研究,实现对偏滤器热负荷和钨杂质的有效控制,并达到与芯部高性能等离子体的高效兼容,满足10～20 MW中性束及波加热条件下百秒量级长脉冲高约束模等离子体运行需求。同时探索钨偏滤器位形优化的新途径,提高钨偏滤器排热和排粒子能力,为未来聚变堆钨偏滤器运行和设计提供重要的物理参考。主要预期成果是明确钨偏滤器条件下基础物理过程及边界磁拓扑结构改变对偏滤器性能的影响,建立与高性能芯部等离子体兼容的先进偏滤器优化机制,以及在国际上率先实现长脉冲高热负荷条件下钨偏滤器热流分布的主动调控。

关键词：磁约束核聚变超导托卡马克等离子体物理钨偏滤器等离子体与壁相互作用

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EAST装置等离子体放电排气及其成分分析

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真空 2016年第4期53卷 65-70页

作者：张勇李建刚胡建生曹斌李加宏王厚银中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

在磁约束聚变装置中,高温等离子体放电中粒子的实时排出不仅可以减少燃料粒子在第一壁的滞留,还可以排出一定的杂质,有利于下一次等离子体放电的实现。对于未来聚变装置,如ITER,还有利于减少氚滞留导致的装置安全问题。本文根据EAST全... 详细信息

在磁约束聚变装置中,高温等离子体放电中粒子的实时排出不仅可以减少燃料粒子在第一壁的滞留,还可以排出一定的杂质,有利于下一次等离子体放电的实现。对于未来聚变装置,如ITER,还有利于减少氚滞留导致的装置安全问题。本文根据EAST全超导托卡马克装置不同等离子体放电参数和不同第一壁条件下的放电实验,主要研究了等离子体破裂和锂化壁处理对粒子排出的影响。初步研究表明,等离子体破裂导致更多的粒子排出,并且排出气体中杂质含量降低;而锂化壁处理可以减少粒子排出,但杂质含量增高。这些研究可以为未来高参数等离子体运行找到一种实时降低壁杂质及减少壁滞留的方法提供参考,也对研究等离子体参数对等离子体排灰气成分分析有着参考价值。

关键词： EAST全超导托卡马克装置排气等离子体与壁相互作用壁滞留

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超短脉冲LIBS托卡马克装置高Z壁材料诊断研究

超短脉冲LIBS托卡马克装置高Z壁材料诊断研究

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中国物理学会2018年秋季学术会议

作者：赵栋烨海然吴鼎丁洪斌大连理工大学物理学院大连 116024 核工业西南物理研究院聚变研究所成都 610225 大连理工大学物理学院大连 116024

托卡马克作为目前最有希望实现可控核聚变的方法，受到世界各国的广泛关注。其中，等离子体与壁相互作用(PWI)过程是托卡马克研究中的急需解决的关键问题。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术作为一种托卡马克装置壁材料原位、在线诊断技术，在... 详细信息

托卡马克作为目前最有希望实现可控核聚变的方法，受到世界各国的广泛关注。其中，等离子体与壁相互作用(PWI)过程是托卡马克研究中的急需解决的关键问题。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术作为一种托卡马克装置壁材料原位、在线诊断技术，在PWI 研究中具有广阔的应用前景。

关键词：等离子体与壁相互作用超短脉冲激光激光烧蚀超短脉冲激光诱导击穿光谱

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