HL—1M装置等淳子体转动的数值研究

根据标准新经典理论及其推广的等离子体转动理论模型，编制了计算程序ＲＯＴＡＴＥＣＯＤＥ。     

改善ITER弹丸注入芯部加料的研究

研究了五种不同组合的固态氢同位素靶丸H2、HD、D2、DT和T2在聚变等离子体中的消融率。结果表明，燃料靶丸的同位素效应，可导致更深的靶丸消融物质沉积。在同样的本底等离子体条件和弹丸初始参数下，注入氚丸比氢丸的穿透深度增加约40％。适度减轻一些ITER的加料困难。进一步的研究表明从中平面高场侧注入靶丸对芯部加料有显著改善。考虑托卡马克非均匀磁场的影响，被电离的消融云内的垂直漂移电流产生极化，引起带电消融物沿大半径方向朝外漂移。数值模拟计算表明，只要用初始速度为每秒几百米的低速弹丸，便能使靶丸的消融物质沉积到ITER等离子体中心。     

杂质靶丸注入在ITER诊断中应用的可行性

国际热核实验堆ITER-FEAT设计已完成。在ITER中，α粒子诊断是运行控制方面的一个关键性问题。从Kuteev的氢类靶丸消融理论出发，导出了杂质靶丸的半径烧蚀速率和粒子消融速率。并对杂质靶丸注入在未来ITER中作为α粒子诊断的可行性进行了探讨。计算和理论分析表明锂靶丸具有较多兼容性，既可用作α粒子诊断也可测量等离子体的q分布。     

大脉冲热负荷下HL-2A偏滤器靶板的热分析

HL－2A安装完成后,将以ASDEX最终的运行参数水平进行工程调试。本文研究了,在仅有欧姆加热和3.5MW中性束注入条件下,当HL－2A发生大不稳定性或巨ELMs爆发时,有水冷却和辐射冷却两种情况下不同板材料偏滤器板的温升和冷却时间。     

聚变堆包层流动锂液帘与堆芯兼容性评估

运用零维模型分析了液态锂作为包层流动液帘与堆芯等离子体的兼容性,得到了液态锂工作温度对堆芯有效平均等离子体电荷Zeff、燃料稀释以及聚变功率之间的关系。结果表明在正常工作情况下,液态锂的蒸发对Zeff的影响不是很严重,但对燃料稀释和聚变功率的影响却较为敏感。在具有较高功率密度的反剪切位形聚变实验增殖堆FEB E设计方案Ⅱ的条件下,计算了液态锂的流速与它表面最大温升的关系,结果表明,即便对0.5m·s-1的低速流动液态锂,其蒸发对聚变等离子体的影响甚微。最后对氢同位素饱和状态下液态锂包层表面的溅射作了初步的讨论。     

CCD相机成象位置的校准和q分布测量的修正

对HL－1M装置上使用的CCD相机成象的空间位置进行校准，给出径向远方景点和近方景点在瞄准平面的投影点的物长公式，并在校准的基础上修正安全因子q径向分布的测量结果。详细讨论了诊断方法的注意事项和改进方法，并提出一些当前可行的建议。     

高能带电粒子库仑对数量子力学效应研究

 先进燃料D-3He聚变产生的高能带电粒子在本底等离子体中慢化时间的准确性直接影响到能量平衡和高能离子压强的计算结果。结果表明：高能带电粒子与本底等离子体的离子相互作用的库仑对数量子力学效应明显。应使用高能带电粒子库仑对数力学效应来研究聚变产生的高能端部粒子慢化过程；能量大于等于25Z²_iZ²_iA_i keV的高能粒子与本底等离子体中离子的相互作用库仑对数最好也使用量子截断。     

改善芯部加料效率的新机制研究

对五种不同组合的固态氢同位素靶丸H2、HD、D2、DT和T2在聚变等离子体中的消融率作了同位素修正。结果表明,由于这种新机制———同位素效应,引起的靶丸半径烧蚀率修正从氢靶丸的1下降到氚靶丸的0.487。因而在消融率计算时是不可忽略的,这些修正可导致更深的靶丸消融物质沉积因而改善芯部加料效率。更重要的是,考虑到同位素效应后,对ITER的加料困难有适度的减轻。进一步的数值计算工作表明,以低场侧注入半径rp0=0.5cm的DT靶丸,同样渗入ITER等离子体100cm,按Kuteev的2D透镜模型,同位素修正使要求靶丸的初速度从vp0=24.27×105cm·s-1减小到16.2×105cm·s-1,而对Parks模型,从vp0=8.07×105cm·s-1减小到5.4×105cm·s-1。如果从中平面高场侧注入尺寸rp0=0.5cm的DT靶丸,当合并考虑同位素修正和由于消融云内外比压差产生的净垂直极化电流引起的沿大半径方向漂移后,vp0可降低到工程技术上比较容易实现的低速1.73×104cm·s-1从而可能使靶丸的消融物质沉积到ITER等离子体中心。