托卡馬克偏濾器運行模擬

《托卡馬克偏濾器運行模擬》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由陳一平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：托卡馬克偏濾器運行模擬
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳一平
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

以國家大科學工程EAST超導托卡馬克和FDS系列聚變堆為研究對象，利用數值模擬研究平台開展托卡馬克偏濾器運行模擬研究，在計算機上分別實現偏濾器低再循環、高再循環和脫靶電漿運行狀態並研究脫靶電漿不穩定性，研究實現這些運行狀態的條件和脫靶電漿不穩定性條件，為EAST偏濾器實驗計畫和實驗研究提供指導性意見，為聚變堆偏濾器設計提供理論基礎。將數值模擬研究結果與EAST偏濾器實驗結果進行比較，解釋偏濾器運行過程中所發生的物理現象，更好地認識EAST偏濾器電漿特性。模擬研究主要內容包括，芯部加料（彈丸注入、超聲分子束注入、中性束注入等）對偏濾器運行模式的影響，氣體噴射和雜質注入對偏濾器運行模式的影響，脫靶電漿產生條件、脫靶電漿特性與脫靶電漿不穩定性等。本項目研究對於積累EAST偏濾器研究數據，指導EAST偏濾器實驗研究，對於解決ITER和聚變堆偏濾器科學問題都具有重要意義。

結題摘要

以國家大科學工程EAST托卡馬克、FDS系列聚變堆和國家聚變工程實驗堆CFETR為研究對象，利用大型數值模擬程式包SOLPS和DIVIMP等開展托卡馬克偏濾器運行模擬研究。通過國際交流與合作建立、改進和完善數值模擬研究平台。在計算機上分別實現了偏濾器低再循環、高再循環和脫靶電漿運行狀態並研究了脫靶電漿穩定性，研究了實現這些運行狀態的條件和脫靶電漿不穩定性條件，為EAST偏濾器實驗計畫和實驗研究提供了指導性意見，為聚變堆偏濾器設計提供了部分理論基礎。將數值模擬研究結果與EAST偏濾器實驗結果進行比較，解釋偏濾器運行過程中所發生的部分物理現象，更好地認識了EAST偏濾器電漿特性。模擬研究主要內容包括，氣體噴射和雜質注入對偏濾器運行模式的影響，脫靶電漿產生條件、脫靶電漿特性與脫靶電漿不穩定性以及偏濾器電漿雜質輸運模擬等。具體所開展的研究包括，歐姆放電條件下EAST托卡馬克邊界層和偏濾器電漿的模擬研究，EAST高功率加熱和不同電漿密度條件下偏濾器電漿預測性模擬計算，EAST托卡馬克氘氣噴射、Ne和Ar雜質注入條件下輻射偏濾器的模擬研究，EAST 托卡馬克邊界層C和W雜質輸運的模擬研究，托卡馬克邊界電漿輸運模擬分析, 國家聚變工程實驗反應堆CFETR和FDS系列聚變堆偏濾器設計模擬研究等。本項目研究對於積累偏濾器研究數據，指導EAST偏濾器實驗研究，對於解決ITER和聚變堆偏濾器科學問題都具有重要意義。