导读:本文包含了托卡马克论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:等离子体,马克,聚变,高温,外差,激光,自主。
托卡马克论文文献综述
贺涛,杨钟时,李克栋,念飞飞,濮阳寿安[1]（2019）在《托卡马克装置中减缓偏滤器靶板热流的Ne杂质注入研究进展》一文中研究指出托卡马克装置中偏滤器的能量排除一直是磁约束核聚变中最迫切需要解决的关键问题之一,而辐射偏滤器运行模式可以有效降低托卡马克装置中偏滤器靶板的热流和粒子流。本文全面介绍了氖(Ne)作为注入杂质在ASDEX-Upgrade、JET、DⅢ-D、HL-2A、EAST等装置上取得的最新的重要结果,同时总结了Ne等杂质在碳、钨材料偏滤器下的不同表现。钨作为未来聚变装置偏滤器以及第一壁等的材料,有着很大优势,但杂质注入下存在钨杂质溅射及聚芯问题,所以还需进一步探索钨偏滤器与注入杂质的兼容性以满足ITER等装置的要求。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2019年11期）
李永高,李远,王浩西,易江,周艳[2]（2019）在《HL-2A托卡马克上甲酸激光近零角前向相干散射测量系统》一文中研究指出基于散射光强度正比于电子密度扰动幅值的平方,中国环流器二号A(HL-2A)托卡马克装置上成功建成多道近零角前向相干散射测量系统(Far-forward collective scattering),用于探测(Z=-24.5/-17.5/-10.5/-3.5/3.5/10.5/17.5/24.5cm)位置上的弦积分电子密度扰动。该系统采用甲酸激光(λ=432.5μm)作为探测光源,散射光(散射角≈0°)与原探测光同路传输进入高灵敏度肖特基二极管探测器混频,通过分析零差混频信号,就可以获知电子密度扰动信息,并具有比传统干涉仪更高探测灵敏度。目前,甲酸激光近零角前向相干散射系统已经应用到HL-2A装置实验测量,成功观测到不同种类的电子密度扰动行为(扰动波数k<1.6cm~(-1)),例如MHD不稳定性、高能粒子不稳定性和湍流引发的电子密度扰动,如下图所示的高频反剪切阿尔芬本征模(RSAE)引发的电子密度扰动;同时,根据不同通道上散射信号的强度特征,还可以近似判断扰动位置。甲酸激光近零角前向相干散射诊断系统的建成,为HL-2A装置上深入开展芯部区等离子体不稳定性物理研究创造了条件。(本文来源于《第二十届全国光散射学术会议（CNCLS 20）论文摘要集》期刊2019-11-03）
李维斌,王雅丽,任青华,姚列英,宣伟民[3]（2019）在《托卡马克脉冲电源实时控制系统设计》一文中研究指出为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能,实现对等离子体的先进控制,设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求,使用反射内存卡实现实时数据传输,应用实时操作系统来保证系统的确定性应用和系统的可靠性,采用NI 7813R系列数据采集卡实现对晶闸管变流器的控制。实验结果表明,该系统满足等离子体放电对电源控制系统实时性的要求,并具备较高的可靠性和稳定性。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2019年09期）
王杰聪,解丽达[4]（2019）在《中国首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置在廊坊建成启用》一文中研究指出本报讯（通讯员王杰聪 记者解丽达）8月8日，由新奥集团自主设计建造的中国首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置——新奥“玄龙-50”在廊坊建成，并实现了第一次等离子体放电，正式启动物理实验。该装置是托卡马克聚变和仿星器聚变装置之后的另一种磁约束高温等离子体(本文来源于《河北日报》期刊2019-08-09）
操秀英[5]（2019）在《我首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置建成》一文中研究指出科技日报北京8月8日电（记者操秀英）我国首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置——新奥“玄龙-50”8日在河北廊坊建成，并实现第一次等离子体放电，正式启动物理实验。该装置是托卡马克聚变和仿星器聚变装置之后的另一种磁约束高温等离子体实验装置。据介绍(本文来源于《科技日报》期刊2019-08-09）
吴鼎[6]（2019）在《纳秒激光烧蚀托卡马克装置高z壁材料等离子体动力学演化诊断研究》一文中研究指出激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术目前己应用于EAST托卡马克的第一壁元素原位在线诊断,包括壁的锂化、杂质沉积、等离子体燃料滞留等多种等离子体与壁相互作用(Plasma Wall Interaction,PWI)过程。目前基于LIBS技术对面向等离子体材料(Plasma Facing Materilas,PFMs)的诊断,尤其是原位在线的诊断仍处于定性分析阶段,LIBS精确定量分析是其目前的主要挑战。实现准确定量分析的一个关键因素是对激光烧蚀以及激光等离子体在不同条件下动力学行为的深入理解,从而为建立合适的具有准确物理意义的定量模型提供实验和理论支撑。针对LIBS诊断PWI技术瓶颈,为最终实现准确定量分析奠定实验和理论基础,本文开展开了对纳秒激光烧蚀高Z壁材料等离子体动力学演化基本物理过程的细致研究工作。研究手段包括光谱、快速成像和质谱叁种方法,对等离子体羽辉、等离子体中瞬态电子、原子、一价离子和多电荷态离子在不同条件下的动力学演化进行了研究分析,具体内容如下:第二章,研究了在高真空条件下等离子体辐射从纳秒到微秒跨越3个量级的时间尺度演化特性。研究发现,在高真空环境下激光烧蚀产生的钨(W)等离子体演化的不同阶段中,多种辐射机制存在:连续背景辐射主导时间段为10-100 ns,离子谱线主导时间段为60-300 ns,原子谱线主导时间段为100-800 ns。测量发现获得最优分立光谱信号的探测门延迟时间应在100 ns。在100 ns时,W等离子体中电子密度可达4×1017 Cm-3,电子温度可达1.3 eV,且随着等离子体膨胀不断降低。发现激光诱导W等离子体产生初期200 ns以内,等离子体电离率在90%以上。第叁章,细致研究了环境气压(真空到大气压)、外加磁场对激光诱导等离子体光谱发射以及等离子体羽辉膨胀动力学演化过程的影响。在3.5×10-5 mbar到大气压的范围内,W等离子体的连续背景辐射、离子谱线、原子谱线强度均在0.1 mbar开始明显增强,并且连续背景辐射强度随着气压升高呈现单调递增的趋势,而离子谱线和原子谱线强度在几十mbar气压下取得最大值。连续背景辐射到达峰值的时刻(约25 ns)几乎不随气压发生明显变化。离子谱线和原子谱线强度对应峰值时刻则随着气压增加而滞后。快速成像实验结果表明在1 mbar左右,等离子体形状最规则,而光谱信号质量也在lmbar最高。随着环境气压增加,环境气体的约束作用导致等离子体尺寸变小,等离子体的电子温度和电子密度随着气压升高而增加,等离子体发光时间变长。在环境气体作用下,等离子体羽辉呈现复杂特征,如等离子体羽辉约束,等离子体分裂,冲击波变形等。在高真空及磁场环境下,连续背景辐射几乎不受磁场影响,W离子和原子谱线强度则分别在200 ns、400 ns之后被磁场显着增强,并且发现磁场使得W离子和W原子输运速度分别降为原来1/4和1/2。快速成像表明磁场使等离子体的膨胀速度降为原来的近1/3。与无磁场的情况相比,光谱发射的增强与有磁场时更高的电子密度和电子温度有关。第四章,研究了激光诱导等离子体中的“瞬态电子”、一价离子和原子在不同气压下的时空动力学演化行为。实验结果发现,随着环境气压升高,从0.1 mbar开始出现了两个截然不同的过程:“快过程”(<50 ns)和“慢过程”(>100 ns)。“快过程”对应激光烧蚀过程中产生的“瞬态电子”对环境气体的碰撞激发和电离的辐射;“慢过程”对应激光烧蚀产生的主等离子体的形成和扩张。在0.1 mbar到大气压范围内,激光诱导W等离子体产生的“瞬态电子”能量可超过20 eV。利用时空分辨光谱和快速成像技术,细致研究了纳秒激光诱导W等离子体中“瞬态电子”、一价离子和原子以及等离子体羽的时空演化动力学过程。研究发现10 mbar下,激光诱导W等离子体过程呈现四个时间尺度:瞬态电子发射、连续辐射、离子辐射和原子辐射,对应时间尺度分别为1-20 ns,10-100 ns,50-1000 ns和100-2000 ns。发现了“瞬态电子”的半球状分布特征以及“瞬态电子”和离子之间的空间分离现象,证明靶材表面烧蚀区域附近“瞬态等离子体鞘层”的存在。第五章,采用光谱和质谱方法对激光诱导高Z材料W和Mo等离子体中原子、一价离子和多电荷态离子开展了详细的诊断研究。重点利用飞行时间质谱研究了激光烧蚀等离子体中多电荷态离子的动力学特性。系统地研究了不同激光功率密度下多电荷离子的电荷态分布,时间演化以及多电荷态离子的空间分布,多电荷态离子的速度和能量分布。对多电荷态离子的产生机理,离子加速机制进行了探讨。结果表明纳秒激光烧蚀高Z材料,诱导产生的W和Mo等离子体中不仅存在原子和一价离子,还存在多电荷态离子,价态可高达7价。多电荷态离子的时间演化遵循Shifted-Maxwell Boltzmann(SMB)分布。多电荷态离子在膨胀过程中的速度与电荷态呈正相关,即电荷态越高速度越快。随着激光功率密度的增加,出现的电荷态数目随之增加,离子速度和能量也不断升高,并且每个电荷态离子的出现对应不同的激光功率密度阂值,并发现激光功率密度增加时,离子能量饱和现象。发现多电荷态离子的产生是由于在激光等离子体相互作用过程中等离子体屏蔽和吸收引起的逐步电离过程。多电荷态离子的加速机制归因于激光烧蚀过程中“瞬态等离子体鞘层”的加速作用。基于Saha电离平衡方程,推测在激光功率密度为10GW/Cm2时候等离子体从开始到百纳秒内时间范围,电子密度从约1021 Cm-3迅速下降到1018cm-3,电子温度从约12eV迅速下降到2eV。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-06-04）
楚南[7]（2019）在《叁维磁扰动场对EAST托卡马克中阿尔芬本征模控制作用的实验研究》一文中研究指出磁约束聚变中高能量粒子的良好约束对于维持核聚变反应的自持燃烧和高增益功率输出起着决定性的作用。但是在环形磁约束装置中出现的阿尔芬本征模却对高能量粒子的约束起着破坏的作用。环形阿尔芬本征模可以通过波与粒子的共振相互作用造成高能量粒子的输运损失,这在低碰撞的燃烧等离子体中高能量粒子的损失途径中甚至起着主导的作用。因此我们有必要研究阿尔芬本征模的激发条件和控制手段。在EAST全超导托卡马克上我们结合共振磁扰动线圈系统产生的叁维磁扰动场和电子回旋共振加热系统对阿尔芬本征模的激发和控制问题进行了系统的实验研究。我们在国际上首次发现了叁维磁扰动场在渗透重联之后可以产生沿浅俘获轨道进动的高能量电子,并进一步激发一只高频(f～150 kHz)的沿着离子逆磁方向传播的环形阿尔芬本征模。与此同时叁维磁扰动场也可以激发一只在环向呈现驻波结构的低频(f～20 kHz)比压阿尔芬本征模。它在撕裂模(f=2 kHz)出现时会因多普勒效应分裂成两支不同频率(f～=18 kHz,f2=22 kHz)的模式。另外还在EAST装置上首次发现了电子回旋共振加热对环形阿尔芬本征模的激发作用,并发现了以50 ms周期在200 kW和500 kW之间做切换的电子回旋共振加热的功率调制对环形阿尔芬本征模的频率也产生了高达Δf=25 kHz的调制作用。经过对多种可能性的排除,这种频率调制作用有可能是电子回旋加热的功率调制对局域的密度或者安全因子产生了调制作用。除了上述对阿尔芬本征模的实验观测,我们还结合叁维磁扰动场和电子回旋共振加热系统对阿尔芬本征模进行了主动控制的实验研究。我们发现处于共振加热模式的电子回旋可以完全抑制高频的环形阿尔芬本征模并同时增强低频的比压阿尔芬本征模。而处于电流驱动模式的电子回旋却发生了完全相反的作用,它可以增强高频的环形阿尔芬本征模而同时抑制低频的比压阿尔芬本征模。而叁维磁扰动场对于波加热作用下的比压阿尔芬本征模有着增强的作用。另外密度对环形阿尔芬本征模的稳定性也有重要的作用,在密度升高后因为高能量电子被慢化削减,环形阿尔芬本征模被致稳。这些工作揭示了叁维磁扰动场和电子回旋加热或可以在未来的聚变反应堆中作为主动控制阿尔芬本征模的有效手段而得到应用。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-30）
夏明辉[8]（2019）在《J-TEXT托卡马克上高速CCD成像系统的搭建及其应用研究》一文中研究指出高速CCD成像系统在磁约束核聚变的研究中应用广泛,不仅用于等离子体的位移监测,同时也用于可见光的辐射测量及湍流等物理现象研究中。因此在J-TEXT托卡马克装置上发展一套高速CCD成像系统很有必要。本论文依托于J-TEXT托卡马克装置,首先建立了一套高速CCD成像系统用来监测等离子体位移。该系统以德国MIKROTRON公司3CXP高速相机和以色列KYYA公司NTCAM132X图像采集卡为核心硬件,搭载了一套高分辨率的广角可调焦光路系统,并基于Microsoft Visual Studio 2012平台开发了系统的完整控制程序。接着在该高速CCD成像系统上开展了其应用研究,主要完成了以下方面内容:其一是高速CCD成像系统的空间标定。根据J-TEXT托卡马克装置的特性,选择真空室内一些标准法兰窗口的特征轮廓作为空间坐标系下的标定点,利用Canny算法对其成像的图形进行边缘识别以准确确定其在像素坐标系下的坐标,并基于Tsai两步标定算法对系统进行了标定,建立了托卡马克的叁维空间坐标系和相机的像素坐标系之间的关系。通过对标定结果进行分析和验证,证明了标定算法的可行性和准确性。其二是高速CCD成像系统反演等离子体的可见光极向辐射剖面。基于可见光辐射的环向对称假设和相机系统的标定结果,利用切向层析重建算法反演出等离子体可见光辐射在极向剖面的分布。在实验中通过在相机前加入CIII滤光片反演出CIII极向辐射分布验证反演算法的可行性,为可见光辐射的测量提供一种新的诊断手段。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-05-21）
徐帅[9]（2019）在《低杂波引起的磁拓扑变化对托卡马克边界等离子体输运的影响》一文中研究指出目前,共振磁扰动技术已经在世界上多个托卡马克装置实验中被证实可以用来控制边界磁流体不稳定性,以及等离子体与壁相互作用。近年来,东方超环(EAST)全超导托卡马克装置实验表明低杂波可以在刮削层区域产生沿着磁力线的螺旋电流丝,从而明显地改变边界磁拓扑结构。这种磁扰动不仅可以被用于缓解边界局域模,还可以用来改善偏滤器靶板上的热流和粒子流分布。在此背景之下,本论文系统地研究了低杂波引起的磁拓扑变化对边界等离子体输运的影响。本文首先简要介绍了磁扰动技术在托卡马克装置中的应用,以及边界等离子体输运程序EMC3-EIRENE的理论模型。EMC3-EIRENE程序由基于叁维边界等离子体流体模型的蒙特卡洛程序EMC3和基于动理学模型的中性粒子输运程序EIRENE耦合而成。通过对该程序计算网格的优化,本文首次模拟了低杂波产生的扰动磁场对叁维边界等离子体电子密度、电子温度和马赫数,以及偏滤器靶板热流和粒子流的影响。模拟结果能够与多种边界实验诊断数据相符合。结果表明,由于平行于磁力线的输运比扩散输运强得多,叁维边界磁拓扑结构能够很明显地反映在等离子体属性中。结合以往实验观测,模拟结果同样支持低杂波引起的螺旋电流丝的电流随着低杂波注入功率的增大而增大。这不仅会通过拓宽边界随机区而加深附加输运通道的渗透深度,而且能够影响靶板热流或粒子流在分裂打击点和原打击点上的比例。同时,叁维模拟还显示,扰动磁场产生的附加输运通道将引起热负荷在不同靶板之间的重新分配。此外,在EAST实验上观测到,利用超声分子束注入技术和低杂波引起的磁扰动能够改变靶板热流和粒子流的叁维分布。为了揭示其背后的物理机制,本文使用EMC3-EIRENE程序首次在模拟上重现了该实验现象,并对其作出了定性的物理解释。在边界等离子体区域,注入的中性粒子的离子化产生的电子和离子将沿着磁通管直接打在偏滤器靶板上,从而导致分裂打击点上的热流和粒子流的进一步升高。结合边界磁拓扑的多体瓣状结构,本文从模拟的角度提出可以通过调节超声分子束的注入位置或者扰动磁场的相位来主动调控靶板的热流和粒子流分布,以均化边界等离子体对靶板的侵蚀,延长偏滤器的使用寿命。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-20）
毕军[10]（2019）在《EAST托卡马克密度涨落测量及CO_2激光相干散射外差探测台面实验》一文中研究指出托卡马克装置是实现可控磁约束核聚变,建成聚变反应堆最有可能的途径,是当今科学研究的焦点之一。但是变化多端、难以驯服的高温等离子体给可控核聚变的实现带来了重重障碍。托卡马克中出现的反常输运以及电子和离子之间的能量传输是磁约束核聚变面临的关键性物理难题。要解决实现磁约束可控核聚变过程中遇到的种种问题,关键就是要不断地提高聚变装置的实验参数,发现问题、解决问题,不断发展更新诊断技术,实现理论模拟与诊断实践之间互相启发验证。目前EAST上的四道极向零差CO2激光相干散射诊断系统能够同步测量多区域多尺度的极向电子模湍流,为探索电子反常热输运提供理解和验证的方法与手段。该诊断系统尚无法同时监测离子通道的湍流,研究缺少对电子和离子模湍流相互作用更为直观的实验探索;对当前的CO2激光相干散射诊断系统进行改造,增加低波数密度涨落探测通道有利于改善这一现状;而由于电子和离子逆磁漂移方向不同,对低波数密度涨落的探测还需要利用外差探测方式分离识别出蕴含在相应散射信号中不同频移方向的成分。本论文基于声光作用和现代信号处理的基本原理,实现了CO2激光外差式探测台面的搭建,可对不同频移方向和幅度的信号进行探测。论文工作为后续EAST上的零差CO2激光相干散射诊断的升级积累一定的技术经验。第一章,简要介绍了实现磁约束核聚变的重要意义以及面临的反常输运难题。托卡马克装置中存在着的漂移波是反常输运的主要原因,这些漂移波具有不同尺度,这要求我们发展完善针对多尺度湍流的测量技术。文中简要介绍了C02激光相干散射诊断的发展与国内外的应用情况,提出系统拓展到离子湍流测量需要实现外差的探测方式。第二章,首先分析了电磁波的散射理论,简要介绍了托卡马克装置小尺度湍流测量的基本原理;之后介绍了当前EAST装置上实现电子模湍流监测的零差CO2激光相干散射诊断系统;当前系统需要升级成外差的探测方式才可以实现低波数密度涨落信号中电子和离子模密度涨落成分的区分,这对研究电子、离子湍流耦合和相互作用十分重要。第叁章和第四章介绍系统的硬件设计,根据声光衍射使激光产生频移的效果选择了声光调制器产生外差系统的入射光和参考光;根据高斯光束的传播原理设计光路确保信号光与参考光在探测器上产生可测的相干信号;信号经过放大电路和差频电路的预处理后,利用基于PCI-9812A高速数据采集卡编写的LabVIEW程序实现信号的采集和保存,供给离线的数据分析。第五章介绍了功率时频谱的计算和小波变换处理的基本原理,用MATLAB实现了信号的小波变换,分析了小波变换与功率时频谱之间的差别。之后通过压电陶瓷建立超声场使入射激光产生多级频移衍射,验证了外差系统对不同方向频移信号的探测能力以及在探测中需要注意的噪声问题及其减谱法处理。第六章总结了全文研究成果和相关经验,对后续的研究内容做了展望。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-20）
托卡马克论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于散射光强度正比于电子密度扰动幅值的平方,中国环流器二号A(HL-2A)托卡马克装置上成功建成多道近零角前向相干散射测量系统(Far-forward collective scattering),用于探测(Z=-24.5/-17.5/-10.5/-3.5/3.5/10.5/17.5/24.5cm)位置上的弦积分电子密度扰动。该系统采用甲酸激光(λ=432.5μm)作为探测光源,散射光(散射角≈0°)与原探测光同路传输进入高灵敏度肖特基二极管探测器混频,通过分析零差混频信号,就可以获知电子密度扰动信息,并具有比传统干涉仪更高探测灵敏度。目前,甲酸激光近零角前向相干散射系统已经应用到HL-2A装置实验测量,成功观测到不同种类的电子密度扰动行为(扰动波数k<1.6cm~(-1)),例如MHD不稳定性、高能粒子不稳定性和湍流引发的电子密度扰动,如下图所示的高频反剪切阿尔芬本征模(RSAE)引发的电子密度扰动;同时,根据不同通道上散射信号的强度特征,还可以近似判断扰动位置。甲酸激光近零角前向相干散射诊断系统的建成,为HL-2A装置上深入开展芯部区等离子体不稳定性物理研究创造了条件。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
托卡马克论文参考文献
[1].贺涛,杨钟时,李克栋,念飞飞,濮阳寿安.托卡马克装置中减缓偏滤器靶板热流的Ne杂质注入研究进展[J].材料热处理学报.2019
[2].李永高,李远,王浩西,易江,周艳.HL-2A托卡马克上甲酸激光近零角前向相干散射测量系统[C].第二十届全国光散射学术会议（CNCLS20）论文摘要集.2019
[3].李维斌,王雅丽,任青华,姚列英,宣伟民.托卡马克脉冲电源实时控制系统设计[J].强激光与粒子束.2019
[4].王杰聪,解丽达.中国首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置在廊坊建成启用[N].河北日报.2019
[5].操秀英.我首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置建成[N].科技日报.2019
[6].吴鼎.纳秒激光烧蚀托卡马克装置高z壁材料等离子体动力学演化诊断研究[D].大连理工大学.2019
[7].楚南.叁维磁扰动场对EAST托卡马克中阿尔芬本征模控制作用的实验研究[D].中国科学技术大学.2019
[8].夏明辉.J-TEXT托卡马克上高速CCD成像系统的搭建及其应用研究[D].华中科技大学.2019
[9].徐帅.低杂波引起的磁拓扑变化对托卡马克边界等离子体输运的影响[D].中国科学技术大学.2019
[10].毕军.EAST托卡马克密度涨落测量及CO_2激光相干散射外差探测台面实验[D].中国科学技术大学.2019
论文知识图
