4篇
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| 1 | 中国聚变工程试验堆上新经典撕裂模和纵场波纹扰动叠加效应对alpha粒子损失影响的数值模拟显示文摘托卡马克聚变堆中高能量alpha粒子的良好约束是获得稳态燃烧等离子体的前提,除了磁场波纹损失,不稳定性也会引起额外的损失.本文基于中国聚变工程试验堆(CFETR)参数, alpha粒子初始分布和新经典撕裂模(NTM)扰动分布,利用粒子导心跟踪方法分别对磁场波纹和NTM两种扰动及叠加下的粒子损失进行了详细的数值模拟.结果显示粒子损失份额不随NTM扰动幅度增大而增大,两种扰动的叠加效应不明显.通过扫描装置波纹度大小以及分析相空间粒子密度和波纹损失区分布,确认原因是CFETR波纹损失区较小,没有覆盖高能量粒子(EP)密度和NTM扰动主要分布区.此外, NTM没有引起直接粒子损失和俘获粒子剖面坍塌.显著的俘获粒子密度剖面展平,并扩展到波纹损失区是两种扰动叠加效应显著的前提.无碰撞波纹随机扩散是CFETR初始分布alpha粒子的主要损失通道,通行粒子约束不受磁场波纹影响.本文研究结果对CFETR概念设计中alpha粒子物理和低频不稳定性下的EP行为具有重要意义. | 郝保龙 陈伟 李国强 王晓静 王兆亮 吴斌 臧庆 揭银先 林晓东 高翔 CFETR TEAM | 2021 | 物理学报2021，70，11： | 2 |
| 2 | CFETR α粒子在纵场波纹扰动下的损失模拟显示文摘托卡马克燃烧等离子体中高能α粒子的损失和输运是聚变实验和模拟研究中的关键问题,纵场磁体分立性导致的磁场波纹扰动可能引起显著的α粒子损失.本文利用粒子导心轨道跟踪程序ORBIT和等离子体输运程序TRANSP/NUBEAM针对中国聚变工程实验堆(CFETR)920 MW混杂运行模式参数进行波纹损失相关的数值模拟,分别考虑了α粒子初始分布、稳态慢化分布、不同碰撞率和不同分布剖面模型,得到了损失份额、损失位置以及局域热负荷等信息,结果显示CFETR混杂运行模式下α粒子波纹损失引起的局域热负荷约为0.13 MW/m2,在聚变堆第一壁安全阈值0.5 MW/m2允许范围内,本文还分别从物理和工程角度讨论了降低波纹损失的途径. | 郝保龙 陈伟 蔡辉山 李国强 王丰 吴斌 王进芳 陈佳乐 王兆亮 高翔 CHAN Vincent CFETR TEAM | 2020 | 中国科学:物理学、力学、天文学2020，50，6： | 2 |
| 3 | 高能量粒子再分布模型在CFETR上的应用显示文摘在中国聚变工程实验堆(CFETR)设计参数下,利用一种高能量粒子(EP)物理简化模型分析了磁流体动力学(MHD)不稳定中新经典撕裂模(NTM)引起的粒子再分布和损失。相位矢量旋转法利用EP相空间中小间隔区域内跟踪探测粒子对来判定粒子轨道随机与否,即记录连接矢量旋转角的方法标记该区域是否存在KAM面破缺,以此为据修正相空间的粒子分布函数和判断粒子损失。利用相空间探测粒子对相位矢量旋转法标记一定NTM幅度下的随机区域分布并迭代得到稳态分布剖面。对捕获粒子区域的共振岛探测结果表明,低频或零频率扰动不会与高能量α粒子形成有效共振,MHD扰动和有效碰撞效应可能使捕获-通行轨道边界附近形成损失通道。 | 郝保龙 陈伟 李国强 王晓静 吴斌 高翔 CFETR TEAM | 2023 | 核聚变与等离子体物理2023，43，1： | 0 |
| 4 | PTC: Full and Drift Particle Orbit Tracing Code for α Particles in Tokamak Plasmas显示文摘Fusion born α particle confinement is one of the most important issues in burning plasmas,such as ITER and CFETR.However,it is extremely complex due to the nonequilibrium characteristics,and multiple temporal and spatial scales coupling with background plasma.A numerical code using particle orbit tracing method(PTC)has been developed to study energetic particle confinement in tokamak plasmas.Both full orbit and drift orbit solvers are implemented to analyze the Larmor radius effects on α particle confinement.The elastic collisions between alpha particles and thermal plasma are calculated by a Monte Carlo method.A triangle mesh in poloidal section is generated for electromagnetic fields expression.Benchmark between PTC and ORBIT has been accomplished for verification.For CFETR burning plasmas,PTC code is used for α particle source and slowing down process calculation in 2D equilibrium.In future work,3D field like toroidal field ripples,Alfven and magnetohydrodynamics instabilities perturbation inducing α particle transport will be analyzed. | 王丰 赵睿 王正汹 张悦 林展宏 刘仕洁 CFETR Team | 2021 | Chinese Physics Letters2021，38，5： | 0 |
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