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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

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Numerical investigate of tokamak runaway current suppression by massive deuterium-argon/neon mixture gas injection

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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[V1] 2024-04-02 16:55:13 ChinaXiv:202404.00108V1 下载全文
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