佳拉洁雅型磁约束装置全等离子体通道及粒子输运研究

《佳拉洁雅型磁约束装置全等离子体通道及粒子输运研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文佳拉洁雅型磁约束装置全等离子体通道及粒子输运研究RESEARCHOFPLASMAGUIDEANDPLASMAPARTICLETRANSPORTATIONINAGALATEACONFINEMENTSYSTEM刘佳坤哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TN219学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工学硕士学位论文佳拉洁雅型磁约束装置全等离子体通道及粒子输运研究硕士研究生：刘佳坤导师：佟为明教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年

2、6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN219U.D.C:621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFPLASMAGUIDEANDPLASMAPARTICLETRANSPORTATIONINAGALATEACONFINEMENTSYSTEMCandidate：LiuJiakunSupervisor：Prof.TongWeimingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineer

3、ingSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要磁约束热核聚变装置是可控核聚变研究所需的重要装置。本文所研究的磁约束热核聚变装置为前苏联专家莫洛佐夫最早提出的佳拉洁雅型（Галатея）小型磁

4、约束聚变装置。佳拉洁雅型装置相比于其他磁约束装置有其独有的优点，例如结构简单、体积小、成本低、便于改装升级、抑制等离子体对流不稳定性。佳拉洁雅型装置的研究，对我国磁约束等离子体研究具有重要意义。本文建立在对佳拉洁雅装置全面分析的基础上，对全等离子体通道进行了详细分析，对等离子体在其中输运进行了研究，提出了全等离子体通道各部分的设计或优化方案，并对方案进行了验证。本文首先对佳拉洁雅装置各组成部分的作用、运行原理、技术参数和诊断方法进行了论述，梳理了装置各部分之间的联系和工作顺序，尤其对全等离子体通道进行了详细的划

5、分，对其各部分所需实现的功能进行了明确；介绍了物理学中可适用于研究本装置的等离子体描述方法。其次分析了全等离子体通道的第一部分公共等离子体通道，从分析单线圈产生的磁场入手，根据磁场叠加原理，对公共等离子体通道内部的磁场进行了分析和仿真计算，将通道中的磁场划分为匀强磁场区和非匀强磁场区；对等离子体粒子在匀强磁场区和非匀强磁场区的输运状态进行了理论分析和仿真计算；分析了安匝数对通道粒子输运效果的影响，确定了公共等离子体通道线圈的最优安匝数。然后使用电磁场逆问题的分析思想，提出了全等离子体通道截断器的设计方案，对设计

6、理论和计算过程进行了阐述，并对载流截断器线圈进行了建模；分别对快速等离子体粒子和慢速等离子体粒子在截断器磁场作用下的输运状态进行仿真计算，根据仿真计算结果分析验证设计的可行性。最后分析了磁阱和通道夹角对粒子入射线上磁感应强度的影响；研究了全等离子体通道最后部分溜槽线圈与磁阱线圈的距离和角度对溜槽线圈效果的影响，确定了最佳的相对位置关系；分析了粒子在溜槽线圈磁场区域的输运理论，建立了等离子体粒子在此区域的输运模型。关键词：佳拉洁雅；磁约束；等离子体通道；溜槽线圈-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Abstract

7、Magneticconfinementsystemisaimportantdevicetoresearchcontrolledthermonuclearfusion.TheGalatheaasasmallmagneticcontrolleddevicewasproposedbyRussianscientistA.I.Morozov.Comparingwiththeothermagneticcontrolleddevices,ithasparticularadvantages,forexample:simpler

8、construction,smallersize,easytoupgradeandcansuppressplasmaconvectioninstabilities.StudyingGalatheadeviceissignificanttoimprovelevelofcontrolledthermonuclearfusioninourcountry.Thisdissertationisb