抽气对HL-2A装置偏滤器靶板热负载的影响研究

作者：王哲; 黄千红^*; 谭清懿; 叶浩然; 曹诚志

来源：核技术, 2022, 45(10): 93-102.

• 托卡马克
• 偏滤器脱靶
• 抽气
• 边界等离子体

磁约束核聚变托卡马克装置来自芯部的高强热流与偏滤器靶板相互作用，不但会直接影响偏滤器寿命，同时会产生大量杂质影响等离子体芯部性能，而抽气是控制等离子体密度和杂质密度的重要手段。本文基于环流2号托卡马克(HL-2A)装置利用SOLPS-ITER程序研究了不同上游电子密度条件下抽气对偏滤器靶板热负载的影响。通过密度扫描发现在脱靶阈值(TetOSP～5 e V)附近抽气对靶板热负载影响更大，在抽气速率分别为12 m3·s-1、36 m3·s-1和96 m3·s-1时，外靶板脱靶阈值和热负载峰值分别为无抽气条件下的1.11、1.24、1.39倍和1.37、1.96、2.54倍。进一步从原子分子碰撞过程分析了ne,sep=0.19×1019m-3、0.6×1019 m-3、0.9×1019 m-3上游密度条件下抽气对偏滤器区等离子体和中性粒子参数分布的影响，发现在脱靶后密度条件下抽气会使氘分子密度明显降低，碰撞反应损耗的能量降低，从而导致靶板等离子体温度和能流增加。

• 单位
  南华大学; 核工业西南物理研究院