粒子箍縮效應(yīng)及加料深度對(duì)于托卡馬克反應(yīng)堆性能影響的研究.pdf

1、本文通過數(shù)值求解相互耦合的能量輸運(yùn)方程與粒子輸運(yùn)方程，模擬了在國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆參數(shù)下聚變等離子體的溫度和密度演化。模擬中等離子體主要由氘氚聚變反應(yīng)生成的阿爾法粒子加熱。對(duì)于聚變反應(yīng)帶入輸運(yùn)方程中的非線性項(xiàng)，使用了預(yù)估-校正方法進(jìn)行處理并利用能量約束時(shí)間定標(biāo)律求得輸運(yùn)系數(shù)。模擬得到的聚變性能與之前文獻(xiàn)采用其他方法計(jì)算的結(jié)果符合較好。之后考慮了粒子箍縮效應(yīng)，在程序中加入對(duì)應(yīng)的徑向箍縮粒子流并模擬等離子體在不同條件下的演化。研究發(fā)現(xiàn)，粒子箍

2、縮效應(yīng)對(duì)于聚變反應(yīng)堆的聚變性能和剖面性質(zhì)具有顯著影響。在同樣的平均密度下，粒子箍縮效應(yīng)可以使得反應(yīng)堆的臺(tái)基密度顯著降低并維持相近的聚變性能和芯部壓強(qiáng)。而在具有同樣粒子注入源或臺(tái)基密度的情況下，粒子箍縮效應(yīng)可以顯著的提高反應(yīng)堆聚變性能，并使得芯部壓強(qiáng)明顯提高。
　　此外，在上述工作的基礎(chǔ)上，研究了粒子加料深度對(duì)于聚變反應(yīng)堆的粒子約束性能和聚變性能的影響。通過將輸運(yùn)方程的邊界從最外層封閉磁面擴(kuò)展到裝置壁并在方程中加入平行損失項(xiàng)，將刮削