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《磁約束裝置等離子體與壁的相互作用ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、磁約束裝置 等離子體與壁的相互作用李建剛2005/03內(nèi)容基本概念和圖像；基本問題；壁處理；石墨材料；目前該領(lǐng)域的前沿問題穩(wěn)態(tài)運行下的重要問題下一代裝置的新問題。幾個較為重要的概念物理濺射：入射粒子+固體原子-自由原子E=（m1+m2)2W0/4m1m2化學(xué)濺射：入射粒子與碳結(jié)合成揮發(fā)分子。主要發(fā)生在碳材料中。如H、O與C結(jié)合成CH或CO等輻射增強升華(Radiationenhancedsublimation)；T>1500C熱升華；再循環(huán)；解吸和起弧.基本概念PMI過程一方面會造成PFM的損傷；另一方面會給等離子體引入雜質(zhì)，此外還將對燃料粒子的再循環(huán)產(chǎn)生影響
2、。損傷機制：濺射；蒸發(fā)；解吸；起??；背散射；反擴散；表面起泡；氫在晶界處析出等；中子輻照引起的體損傷等面對等離子體材料和等離子體間的相互作用非常復(fù)雜第一是器壁（或更一般的面向等離子體物質(zhì)材料）中放出的各種粒子（包括所吸附的工作氣體、雜質(zhì)氣體和組成材料本身的元素）進入等離子體約束區(qū)后對等離子體約束特性造成的影響；第二是物質(zhì)材料本身受等離子體中粒子長期作用后的損傷。壁附近最基本分布圖像邊界氫分布Plasmaconfigurationandinternalstructure基本圖像及過程邊緣等離子體和其周圍壁的相互作用將對等離子體芯部產(chǎn)生重要的影響邊緣等離子體是熱絕
3、緣層，同時控制雜質(zhì)進入到等離子體芯部；壁受很強的熱負荷以及來自芯部粒子的轟擊，材料腐蝕及雜質(zhì)產(chǎn)生；氫的再循環(huán)過程的控制及對等離子體密度控制的影響；在熱和粒子作用下材料性能的穩(wěn)定及使用安全性/微觀結(jié)構(gòu)的變化中子輻照后材料活化及變性等離子體與壁相互作用中的基本問題壁處理：除去雜質(zhì)（Z>2，特別是氧）、降底氫的再循環(huán)。面對等離子體的材料低Z（主要是碳、鈹）材料、高Z材料：W、Mo。Erosionandredeposition;氚及灰的滯留和去除；中子輻照壁處理的目的1、降底雜質(zhì)，特別是氧（重雜質(zhì)含量小于0.02%，輕雜質(zhì)控制在2-3%以下）2、控制再循環(huán)3、屏蔽金屬
4、（來自第一壁）雜質(zhì)4、去除C/D復(fù)合涂層RoleofthewallconditioningTodepleteoxygenandhydrogenonthetopsurfaceoftheplasmafacingwallsDischargeCleaning:O,HfromwallstopumpGettering,coating:O,HdepletedfreshfilmThismightbedonewithmaindischargesthemselvesbuttimeconsumingbylowpowercwdischargesLackinginO,Hmakeswid
5、eareaofwallsagoodsinkoftheparticles(wallpumping)WhyOmustbereduced?HigherdensitylimitduetolowerOcontent氧雜質(zhì)問題在石墨限制器中，氧起著特殊的作用。當(dāng)高能氧離子先滯留在植入?yún)^(qū)，直到每個碳原子+約0.25個氧原子，而后它以CO和CO2的形態(tài)再發(fā)射，其產(chǎn)額接近1。這些分子不都是以熱能的形式釋放，而顯示有一約0.25eV的快成份。在主等離子體中有較高的穿透幾率，在吸解和電離后，CO和CO2成為等離子體碳雜質(zhì)和氧雜質(zhì)源。氧離子轟擊碳形成CO和CO2差不多為1的產(chǎn)額及其揮
6、發(fā)性意味著：在碳壁裝置中氧以接近于1的再循環(huán)系數(shù)再循環(huán)。WhyhydrogenrecyclingmustbereducedhigherHfactorduetolowerrecycling石墨中因多孔而吸附的H2和H2O，CO和CO2氣體以及石墨中因H粒子的化學(xué)濺射而產(chǎn)生的揮發(fā)性CHx等參與再循環(huán)，使得燃料粒子的再循環(huán)有可能大于1壁處理的方法烘烤：100-350C，去除裝置中的水。GDC:H2(He),0.2-2kV,1-5A,E=eV,去除裝置中的去氧、碳等輕雜質(zhì)。TDC:高頻率的短脈沖等離子體放電，去除裝置中的去氧、碳等輕雜質(zhì)。射頻清洗：在有磁場的情況下，利
7、用離子回旋共振產(chǎn)生等離子體，去除裝置中的去氧、碳等輕雜質(zhì)。PlasmaproductionResonantlaysinsideVVEnoughE??SuitablefillingpressureASIPPHT-7Te:He4~10eVH22~5eVTi:H2:0.5~2keV,D2:0.3~0.5keVhightailupto30keVne~0.5~3x1017m-3ParticleRemovingASIPPHT-7ThecleaningefficiencyisindependenttoRFfrequencyWeaklyrelatedtoBTPulsedmod
8、eisusedTheoptimized
