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等离子体所在EAST偏滤器几何封闭性对脱靶过程的影响方面取得新进展
2019-08-21 | 作者:司杭 |点击: | 【 【打印】【关闭】

  偏滤器是托卡马克装置的重要组成部分之一,有关偏滤器的设计、建造及运行也一直是磁约束核聚变研究领域中的核心问题之一。近日,等离子体所研究人员在EAST偏滤器几何封闭性对脱靶过程的影响方面取得新进展,相关研究成果已经发表在期刊Plasma Phys. Control. Fusion[61, 095007 (2019)]。

  托卡马克偏滤器封闭性是指能够约束在偏滤器区域中性粒子占偏滤器区域所产生的全部再循环中性粒子的比例,即偏滤器封闭程度越好,从偏滤器区域逃脱的中性粒子比例就越少。在EAST新下钨偏滤器设计优化过程中,模拟计算结果表明,通过提高偏滤器封闭性可以显著增加约束在偏滤器区域的中性粒子密度,进而提高偏滤器区域中性气压,改善偏滤器粒子排除能力,降低偏滤器靶板区域电子温度,有效抑制靶板表面杂质溅射,在较低的上游分界面密度条件下即可形成和稳定维持部分脱靶/脱靶状态,有效缓解偏滤器靶板热负荷,最终实现对偏滤器靶板热流粒子流的有效控制。该研究成果对于目前EAST下偏滤器的升级改造及正在推进的CFETR偏滤器设计有重要意义。

  以上研究成果得到了EAST团队及合作者的大力支持,受到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家磁约束核聚变能发展研究专项、中科院前沿科学重点研究项目及其它基金项目的支持,同时也得到了等离子体所神马高性能集群和中国科学技术大学超级计算中心的计算支持和帮助。

  论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6587/ab348f 

   

  图1.中性粒子在具有不同几何封闭性的偏滤器区域里轨迹对比

   

  图2.具有不同几何封闭性的偏滤器靶板物理相关物理参量随上游电子密度的变化情况

 
 
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