超导托卡马克EAST等离子体启动模拟研究的任务书.docx

超导托卡马克EAST等离子体启动模拟研究的任务书
任务书：超导托卡马克EAST等离子体启动模拟研究
一、任务背景：
欧洲核子研究组织（CERN）近年宣布计划在未来运营的托卡马克项目中使用超导线圈，以便更有效地探索星际能源。作为中国的一个核聚变研究项目，东方超导托卡马克（EAST）使用超导线圈已经成功进行了数次操作，并取得了重大进展。然而，EAST的大型等离子体启动过程在一定程度上仍需要进一步的研究，这是EAST成功实现高温等离子体的关键步骤。
因此，本项目旨在对EAST等离子体启动模拟进行研究，以进一步提高EAST的操作稳定性和效率，推进核聚变技术的发展。
二、研究内容：
1.建立EAST等离子体启动模拟模型，包括等离子体动力学、磁场和电场模型等。
2.分析不同操作参数对等离子体启动过程的影响，确定最佳操作参数组合，提高启动效率。
3.模拟等离子体启动过程中的温度、密度和流量等参数变化，深入探究等离子体物理特性。
4.建立等离子体启动控制系统，控制等离子体形态，确保稳定安全的操作环境。
5.结合其他相关研究，如等离子体自激振荡和等离子体运行控制等方面的研究，提出综合性的解决方案。
三、研究目标：
1.建立稳健的EAST等离子体启动模拟模型，确保模型准确性和可重复性。
2.确定最佳操作参数组合，提高EAST等离子体的启动效率，实现更快速的启动时间和更高的能量输出。
3.理解等离子体物理特性，为相关应用提供理论依据。
4.建立等离子体启动控制系统，从而确保等离子体的稳定安全运行环境。
5.提出综合性的解决方案，为核聚变技术的发展提供支持和推动。
四、研究方法：
1.应用磁流体等离子体数值模拟测量方法对EAST等离子体进行建模和模拟。
2.通过预测与实测数据的对比进行模型及参数优化。
3.构建不同参数控制方案并进行模拟比对，确定最优控制方案。
4.合理设计等离子体启动控制系统，并根据模拟结果进行调整优化。
五、研究进度安排：
第一年：
1.收集并整理EAST等离子体启动模拟所需的相关数据和资源。
2.建立等离子体动力学、磁场和电场模型等等离子体启动模拟模型。
3.对模型进行优化和验证，确定模型的准确性和可重复性。
第二年：
1.分析不同操作参数对等离子体启动过程的影响，确定最佳操作参数组合。
2.建立等离子体启动控制系统，确保等离子体的稳定安全运行环境。
3.开展等离子体物理特性的深入研究。
第三年：
1.结合其他相关研究，提出综合性的解决方案，为核聚变技术的发展提供推动。
2.对项目的研究和成果进行总结，撰写研究报告和学术论文。
3.在国内外学术刊物和会议上进行宣传和交流。
六、参考文献：
1.Q.Ma等，TheadvancedcontrolstrategiesforEASTnonlinearplasmaequilibrium,ChinesePhysicsLetters36(10)105201(2019).
2.C.Liang等，SensitivityanalysisofEASTplasmastart-upwithpoloidalfielderror,NuclearFusion6012629(2020).
3.Z.Zhao等，OptimizationofEASTplasmabreakdownusingheliconwaves,NuclearFusion59116105(2019).
4.G.Huang等，PlasmadischargesimulationinEASTbasedonparticle-in-cellmethod,PhysicsofPlasmas27023509(2020).
5.C.Rao等，NumericalstudyofMonteCarlomodelofEAST'smolecularandatomicimpacterosion,NuclearMaterialsandEnergy24100801(2020).