12631.負(fù)氫離子源的整體模型模擬研究

1、碩士學(xué)位論文負(fù)氫離子源的整體模型模擬研究GlobalModelSimulationofNegativeHydrogenIonSource作者姓名：羞主超學(xué)科、專業(yè)：笠離王生物理學(xué)號：壘!墨Q至Q2Q指導(dǎo)教師：王友生塾拯完成日期：圣Q!魚生墨旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要負(fù)氫離子源被應(yīng)用在：磁約束聚變，中性束注入和材料表面加工改性等過程中。ITER(Internation

2、alThermonuclearExperimentalReactor)雖lJ國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一。對于磁約束聚變反應(yīng)，反應(yīng)的點(diǎn)火溫度通常需要達(dá)到很高溫度。而由于經(jīng)典的歐姆加熱的局限性：等離子體電阻隨電子溫度增加而下降，歐姆加熱效率下降，不能達(dá)到點(diǎn)火要求(DT反應(yīng)離子溫度：lO一20keY)。從而中性束注入作為一種高效的輔助加熱方式，被有效的應(yīng)用在聚變裝置中。為了能滿足產(chǎn)生高速，高能中

3、性束的要求，馬克普朗克研究所設(shè)計(jì)了一種負(fù)氫離子源，等離子體產(chǎn)生的高能負(fù)氫離子通過中性化后注入托克馬克裝置，達(dá)到加熱的目的。本篇論文采用整體模型，對負(fù)氫離子的源區(qū)進(jìn)行模擬，通過對氫分子，氫原子，氫正離子(H：，H：，H)，氫負(fù)離子(H。)和電子的粒子數(shù)平衡方程和電子能量平衡方程進(jìn)行求解，研究不同粒子的密度和電子溫度隨著吸收功率和氣壓的變化。通過研究發(fā)現(xiàn)，在固定氣壓的情況下，H；和H的密度隨著功率的增加而增加，H：的密度隨著功率的增加先顯著

4、增加然后開始逐漸減小，在較低功率時，H：的密度占著主導(dǎo)地位，在高功率的情況下，H密度占主導(dǎo)地位。H一的密度隨著功率的增加而減小。在固定功率的情況下，隨著放電氣壓的增加，H的密度先增加后減小，H：的密度逐漸降低，H：的密度逐漸升高。在較低放電氣壓下H的密度占主導(dǎo)地位，在高氣壓下，H：的密度占主導(dǎo)地位。底端開放模型與封閉模型的比較：固定氣壓的情況下，H：的密度在開放情況下衰減的更加劇烈，固定功率時，H和H：密度的變化趨勢在兩種情況下基本相同