大量氘氩氖混合气体注入抑制托卡马克逃逸电流的数值研究

分类： 能源科学 >> 能源（综合） 分类： 核科学技术 >> 核聚变工程技术 提交时间： 2024-04-02

郑平卫 韩真哲

摘要： 托卡马克等离子体破裂会产生逃逸电流，如不进行抑制，其携带的巨大能量将对设备造成严重破坏。本文使用DREAM程序中的流体模型，研究注入氘氩/氖混合气体对破裂逃逸电流的影响。研究表明，注入氘氩/氖混合气体可以抑制最终形成的平台逃逸电流。在讨论的破裂前等离子体电流Ip范围内，最优条件下氩/氖在混合气体中的含量应在0.50% ~ 0.70%，氘的注入量应在1020 m-3 ~ 1021 m-3。在这个范围外，氘氩/氖混合气体注入对逃逸电流的抑制效果都会减弱，甚至会增大逃逸电流。破裂前等离子体电流Ip是影响逃逸电流的关键因素。Ip越大，形成的逃逸电流越大，也需要注入更多的混合气体。在Ip高达10 MA的聚变堆级托卡马克装置上，注入混合气体的密度需要达到1022 m-3，这是目前大量气体注入（Massive Gas Injection, MGI）技术所不能达到的，通过散裂弹丸注入氘氩/氖混合物将是更加可行的方式。

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