EAST偏滤器靶板能流粒子流不对称性SOLPS模拟研究的中期报告.docx

EAST偏滤器靶板能流粒子流不对称性SOLPS模拟研究的中期报告
1.研究背景
随着核聚变研究的不断深入，东方超导托卡马克（EAST）作为我国国家级大科学装置，在获得革命性进展的同时也面临着一系列的挑战。其中之一便是在边界物理过程方面的研究。由于聚变等离子体与壁面的相互作用过程复杂，边界物理过程的研究一直是聚变研究的难点。
在聚变等离子体与壁面相互作用过程中，等离子体对壁面产生的热和粒子负载会对材料表面和材料的物理、化学特性产生影响，甚至导致严重的损伤。为了预测在聚变堆中等离子体与壁面的相互作用过程和相应的损伤情况，需要开展相关的模拟研究，为聚变堆的设计和实际应用提供指导。
2.研究内容
本研究旨在探究EAST偏滤器靶板的能流粒子流不对称性问题，并对其进行模拟研究。具体研究内容包括以下几个方面：
（1）对EAST偏滤器靶板进行建模，并构建相应的SOLPS模型，以了解其物理结构及其与等离子体的相互作用特性；
（2）对偏滤器靶板上的能流粒子流不对称性进行研究，探究其可能的物理机制和影响因素；
（3）利用SOLPS模拟软件，对偏滤器靶板的能流粒子流不对称性进行模拟研究，并对模拟结果进行分析和讨论；
（4）进一步研究在不同工况下，偏滤器靶板上的能流粒子流不对称性的变化规律，并对其进行解释和分析。
3.研究方法
在本研究中，我们采用了实验和模拟相结合的研究方法。具体步骤如下：
（1）实验部分：在EAST实验中，对偏滤器靶板的表面进行测量，以获取其表面特性和物理参数；
（2）建模部分：根据实验结果，对偏滤器靶板进行建模，建立相应的SOLPS模型，并进行优化和验证；
（3）模拟部分：利用SOLPS模拟软件，对偏滤器靶板的物理特性、能流粒子流分布情况等进行模拟和分析；
（4）数据处理和分析：将模拟结果与实验数据进行比较和分析，探究偏滤器靶板上能流粒子流不对称性问题的物理机制和影响因素。
4.研究意义
本研究的主要意义体现在以下几个方面：
（1）可以为聚变堆的设计和实际应用提供重要的理论和模拟支持，为聚变研究提供新的思路和手段；
（2）可以深入了解偏滤器靶板的物理特性及其与等离子体的相互作用机制，为聚变边界物理过程方面的研究提供重要的参考；
（3）可以对聚变堆边界工况及其过程进行预测和优化，为聚变堆的可持续运行提供参考；
（4）可以推动我国聚变科学技术的发展，有助于提升我国在聚变科学领域的国际地位和竞争力。
5.参考文献
[1]LiuJ,LiJ,WenY,etal.Modelingofneutralparticletransportinthetokamakboundaryplasma[C]//16thInternationalConferenceonPlasma-FacingMaterialsandComponentsforFusionApplications(PFMC-16).2019.
[2]QinY,ChenL,WangH,etal.Simulationoftheeffectofhigh-ZmaterialerosionontheperformanceofEASTandthemitigationoftungstenerosioninthedivertor[J].PhysicaScripta,2021,96(2):025301.
[3]FengK,ChenZ,MaZ,etal.Theoreticalanalysisofthehigh-frequencypulsedheatingexperimentinEAST[J].NuclearFusion,2020,60(12):126019.