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快速流动可防止快手直播怎么设置管理员杂质在托卡马克等离子体边缘堆积

物理学 2022-08-18 23:59:14

/图片-1/美国能源部 模拟结果显示了两个磁场方向上等离子体边缘和核心界面处的钨密度

经常出现在顺时针磁场方向的快速流动减少了钨杂质的积累

信用:肖恩·赞佩里尼,UT-诺克斯维尔

聚变托卡马克等离子体中的杂质会降低性能

这些杂质是由热等离子体和金属托卡马克壁之间的相互作用产生的

这些墙通常用钨覆盖

这种材料耐热,但随着时间的推移会降解,将杂质释放到等离子体中

模拟预测了这些杂质的行为,但它们很难直接测量,因为许多杂质只发出微弱的辐射

这里详述的实验使用收集器探针对等离子体进行采样

它确定,只有当托卡马克磁场以逆时针方向围绕环形托卡马克旋转时,有害杂质才会聚集在等离子体边缘之外的区域

这是等离子体电流移动的相反方向

顺时针旋转导致快速流动,去除杂质

聚变发电厂需要能够长时间维持聚变条件的等离子体

等离子体中的杂质会降低性能

这意味着聚变科学和技术研究人员需要开发方法来控制杂质通过等离子体的传输,并在杂质出现时将其去除

这对实际聚变能很重要

到目前为止,还没有在托卡马克金属壁和等离子体边缘之间的重要空间中杂质积累的实验测量

这项新的研究结果提出了未来发电厂可以用来防止这种积累的方法

在托卡马克中,杂质可以穿过等离子体的边缘进入等离子体的核心,污染等离子体并降低功率

然而,研究人员并不完全了解杂质沿等离子体边缘的传输

尽管数十年来模拟预测了等离子体边缘杂质的积累,但研究人员尚未获得这种积累的实验证据

DIII-D国家聚变设施的研究人员与田纳西大学合作,部署了一种被称为收集器探针的诊断方法,来测量等离子体边缘的钨含量

他们使用最先进的边缘模拟代码DIVIMP和3DLIM来模拟等离子体边缘的杂质传输

模拟显示,为了重现实验收集器探针的测量结果,在实验过程中一定发生了积累

然而,这种积累只发生在托卡马克的磁场逆时针运动时

当磁场顺时针方向移动时,非常快的等离子体流可能会通过将杂质运输并沉积在容器壁上来去除杂质并防止其积聚

这些结果似乎是第一次间接测量边缘杂质积累

这项研究发表在《核材料与能源》杂志上

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