大工科研成果首登“Nuclear Fusion”期刊封面

2018年11月02日 08:55 戴舒宇 点击:[]

近日,我校物理学院王德真教授课题组的戴舒宇副教授利用自主开发的大规模粒子并行程序SDPIC研究了托卡马克装置中边缘局域模(ELMs)输运与等离子体鞘层演化的物理关系,最终以Letter文章形式发表在国际原子能机构(IAEA)主办的权威期刊“Nuclear Fusion”,并被选为2018年首期的封面文章。这是继物理学院王正汹老师课题组后,大工的科研成果再次登上“Nuclear Fusion”封面的工作,这也是大工首篇NF Letter的封面文章。

对于未来的托卡马克聚变装置,H模放电被视为最具有前景的运行模式。在H模的情况下,在中心等离子体边缘台阶区域会有类周期性的非线性磁流体不稳定性现象发生,即ELMs。ELMs的发生会将粒子和能量从中心等离子体边缘区域排除到SOL,最后,这些粒子和能量会沉积在偏滤器靶板或者其它面向等离子体部件上。ELMs会导致偏滤器靶板的侵蚀加剧甚至融化。ELMs迅速地降低边缘输运垒区域的温度和密度,因此影响中心等离子体的约束。戴舒宇老师利用自主开发程序SDPIC研究了ELMs输运对等离子体电势、密度以及达到靶板的粒子能量和流量等物理量的影响。发现ELMs爆发过程中快电子输运会导致刮削层中的等离子体电势急剧增大,进而导致轰击靶板的离子能量会显著地增加。并首次发现等离子体电势会导致轰击离子能量峰值增加30%左右。该研究为未来聚变装置中ELMs条件下偏滤器靶板侵蚀的物理机理和控制手段提供了重要的参考依据。

该工作得到了国家磁约束核聚变重大专项、国家自然科学基金以及大连理工大学基本科研业务基金的支持。

期刊介绍:

Nuclear Fusion由国际原子能机构(IAEA)主办,创刊于1960年。该刊是聚变领域的顶级刊物(Nuclear Fusion is the acknowledged world-leading journal specializing in fusion),重点刊登高温等离子体的加热和约束、磁约束核聚变的理论和实验探索、热核聚变反应堆技术及其概念设计等研究工作,在相关领域具有较大的影响力。

论文链接:

http://stacks.iop.org/0029-5515/58/i=1/a=014006

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