快粒子對撕裂模不穩定性的影響的研究

《快粒子對撕裂模不穩定性的影響的研究》是依託中國科學技術大學，由蔡輝山擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：快粒子對撕裂模不穩定性的影響的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔡輝山
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

國際熱核實驗堆（ITER）計畫的目標是演示一個建設未來的托卡馬克聚變反應堆所必須的穩態高參數運行和自持燃燒的氘氚電漿行為。控制撕裂模不穩定性（包括新經典撕裂模）的發展是實現穩態高參數運行的電漿的關鍵的物理問題之一。快粒子約束性能的研究也是自持燃燒電漿行為研究的重要問題之一。目前，關於快粒子與撕裂模不穩定性相互作用的研究已經受到重視，但還沒有深入。本項目將研究快粒子與撕裂模不穩定性相互作用的物理機制，同時發展一套描述快粒子動力學回響的動力學-磁流體混合模擬程式，與理論分析相互印證，以更好地了解快粒子對撕裂模不穩定性的影響，探索快粒子對撕裂模不穩定性發展的控制方法。因此，所申請的課題對探索ITER以及未來的托卡馬克聚變反應堆中快粒子對撕裂模不穩定性的影響和控制方法的物理機制有重要的意義。

結題摘要

經過三年的努力，本項目基本完成了預定的研究任務。按照研究計畫，我們研究快粒子對撕裂模不穩定性的影響。我們利用漂移動力學和電阻磁流體力學相結合的混合模型研究通行快離子對撕裂模不穩定性的影響，解析推導了通行快離子對撕裂模穩定性判據的的影響，提出了通行快離子影響撕裂模不穩定性的物理機制，為進一步利用通行快離子控制撕裂模不穩定性提供依據，這對進一步探索ITER以及未來托卡馬克聚變實驗堆中快粒子對撕裂模不穩定性的影響和控制方法有重要的意義。根據這個理論模型，我們利用國外先進的數值模擬程式模擬研究快粒子對撕裂模不穩定性的影響，驗證了我們的理論模型，並拓展研究了不同參數下通行快粒子和束縛快粒子對撕裂模不穩定性的影響。通過理論和模擬相互印證，較為系統的研究了快粒子對線性撕裂模不穩定性的影響。這方面的研究成果，有助於理解快粒子與撕裂模不穩定性的作用機制，提出了控制撕裂模不穩定性的一種可能機制，對進一步探索ITER以及未來的托卡馬克聚變反應堆中快粒子對撕裂模不穩定性的影響和控制方法有重要的意義。同時，我們根據當前國際熱核聚變熱點問題，進行了一定的拓展研究，分別在電漿輸運和反場箍縮裝置中做了一定的研究，並取得了一定的成果。以上的研究成果在國內外會議上做過多次報告，獲得了國內外專家的認可。研究工作比計畫略有拓展。三年內在國際學術刊物上發表三篇論文，兩篇論文投稿中。所有論文均為SCI收錄，其中一篇論文在物理快報（Phys. Rev. Lett.）上發表。