粒子箍縮效應(yīng)及加料深度對于托卡馬克反應(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方程與粒子輸運方程，模擬了在國際熱核實驗反應(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。對于聚變反應(yīng)帶入輸運方程中的非線性項，使用了預(yù)估-校正方法進行處理并利用能量約束時間定標(biāo)律求得輸運系數(shù)。模擬得到的聚變性能與之前文獻采用其他方法計算的結(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)堆的臺基密度顯著降低并維持相近的聚變性能和芯部壓強。而在具有同樣粒子注入源或臺基密度的情況下，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。通過將輸運方程的邊界從最外層封閉磁面擴展到裝置壁并在方程中加入平行損失項，將刮削