湍流輸運(yùn)是影響磁約束核聚變裝置中高溫等離子體約束性能的一個(gè)關(guān)鍵物理過程。大規(guī)�；匦齽�(dòng)理學(xué)模擬已經(jīng)成為研究激發(fā)湍流的微觀不穩(wěn)定性和湍流輸運(yùn)等線性和非線性物理過程的主要工具�；匦齽�(dòng)理學(xué)模擬的一個(gè)重要部分是關(guān)于準(zhǔn)確求解回旋動(dòng)理學(xué)泊松方程,而其中一個(gè)關(guān)鍵在于準(zhǔn)確計(jì)算離子極化密度。離子極化密度包含兩部分,其中一部分因?yàn)殡x子回旋半徑的變化而產(chǎn)生,這一部分保留在傳統(tǒng)的回旋動(dòng)理學(xué)模擬中;另一部分則因?yàn)殡x子密度的變化而產(chǎn)生,在托卡馬克堆芯的弱等離子體梯度條件下由于其為高階修正項(xiàng)故而在通常的回旋動(dòng)理學(xué)模擬中被忽略,但是在高約束運(yùn)行模式（H-mode-）下托卡馬克臺基區(qū)的強(qiáng)梯度條件下卻變得非常重要,可以影響不穩(wěn)定性和帶狀流響應(yīng)從而不能被忽略。基于以上原因,我們圍繞離子極化密度在本論文中開展了一系列回旋動(dòng)理學(xué)模擬工作,得到如下創(chuàng)新性的研究成果。（一）我們使用單粒子圖像解釋了兩部分極化密度的來源,分析了在不同參數(shù)下兩個(gè)部分的量級對比。為了驗(yàn)證回旋動(dòng)理學(xué)高階極化密度修正的存在,我們開發(fā)了基于托卡馬克環(huán)位形的高效求解全動(dòng)理學(xué)粒子軌道的模擬算法,并且使用此模擬算法驗(yàn)證了高階極化密度修正的必要性和準(zhǔn)確性。（二）我們改進(jìn)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

各種原子核的平均結(jié)合能.Fe“的平均結(jié)合能最高h(yuǎn)1<

雖然快堆號稱可以將鈾的利用率提高１００倍，但其安全性和技術(shù)難度??阻礙了大規(guī)模的商業(yè)化。??如果注意到圖１．１中的Ｆｅ５６左側(cè)，我們可以看到輕核聚變產(chǎn)生的能量可以??達(dá)到每個(gè)原子核ＭｅＶ量級，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了裂變釋放的能量，氫彈爆炸即為核聚變??能劇烈釋放的過程。聚變原料和產(chǎn)物基本都沒有放射性，是一種無污染的清潔能??源。聚變的要求極其苛刻，一旦不滿足條件則自行終止，大大提高了安全性。另??外，聚變的主要原料之一——?dú)狻谧匀唤绲臍湓刂姓急龋埃埃玻ィ捎诘厍??上水的大規(guī)模存在，使得氘幾乎用之不竭，從一千克海水中提煉原料，聚變釋放??的能量相當(dāng)于３００升汽油，而地球上的海水約有１．３?ｘｌ０２１ｋｇ。聚變能源的優(yōu)點(diǎn)??幾乎使它成為可能的終極能源解決方案。將聚變能作為實(shí)用的能源需要聚變能量??緩慢釋放

研究主要集中在降低等離子體不穩(wěn)定性、加熱等離子體、延長約束時(shí)間等方面。??不同的磁場位形正是由于考慮到不同的不穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)的。其中研究比較多的是??托卡馬克裝置和仿星器裝置，兩種裝置的位形如圖１．３和圖１．４。??圖１．３德國ＷＸ－７仿星器位形，藍(lán)色為裝置的線圈形狀，黃色為其中的等離子體Ｍ??ｍａｇｎｅｔｉｃ??Ｐｌａｓｍａ?／?Ｐｌａｓｍａ?Ｖａｃｕｕｍ?Ｖｅｓｓｅｌ??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｌｉｎｅｓ?ｏｆ?ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｍａｇｎｅｔｉｃ??ｆｏｒｃｅ?ｆｉｅｌｄ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ??圖１．４托卡馬克示意圖ＰＩ??仿星器不需要持續(xù)的等離子體電流維持磁場，因此可以穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，但代價(jià)是??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A brief review:experimental investigation of zonal flows and geodesic acoustic modes in fusion plasmas[J]. 趙開君,董家齊,李繼全,嚴(yán)龍文.  Plasma Science and Technology. 2018(09)
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博士論文
[1]托卡馬克等離子體中測地聲模的理論研究[D]. 仇志勇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：3359044