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EAST辅助加热下偏滤器靶板热流分布研究
标题：EAST辅助加热下偏滤器靶板热流分布研究
摘要：
为了提高核聚变等离子体的稳定性和探索物质与边界相互作用，辅助加热在现代聚变实验装置中起着至关重要的作用。在EAST（ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak）装置中，辅助加热导致下偏滤器靶板承受着较高的热流负荷。本研究旨在探究EAST辅助加热下偏滤器靶板的热流分布，通过分析热流分布特点，为进一步优化磁约束聚变实验装置提供参考。
关键词：EAST、辅助加热、下偏滤器靶板、热流分布
一、引言
核聚变是一种将轻的原子核融合成更重的原子核释放出巨大能量的过程。实现核聚变是人类长期以来追求的能源梦想。目前，聚变实验装置的建设和研究成果对于核聚变科学技术的发展起到了重要的推动作用。EAST是中国自主设计和建造的超导托卡马克装置，是世界最大的超导托卡马克实验装置之一。在EAST装置中，辅助加热是提高等离子体温度和稳定性的关键方法之一。
二、EAST装置下偏滤器靶板热流分布
EAST装置的下偏滤器靶板是承受着辅助加热导致的高热流负荷的重要部件。研究下偏滤器靶板的热流分布对于了解辅助加热的效果以及研究其他材料的热耐受性具有重要意义。
1.实验方法
为了研究EAST装置中下偏滤器靶板的热流分布，我们使用了热流分布测量系统。该系统包括热流探针和红外热像仪。通过将热流探针安装在下偏滤器靶板上，并结合红外热像仪对其进行监测，可以得到靶板上不同区域的热流分布数据。
2.结果与讨论
通过实验测量，我们得到了下偏滤器靶板在辅助加热过程中的热流分布情况。结果显示，在靶板的中心区域，热流密度较高，随着距离中心的增加，热流密度逐渐减小。此外，热流的分布很不均匀，存在热流热量在靶板上不同区域分布不合理的情况。
三、探究下偏滤器靶板热流分布的原因
1.磁场影响
在EAST装置中，强磁场会对等离子体加热和热传导产生影响。在某些磁场分布下，可能导致靶板上的热流分布不均匀。
2.材料特性
下偏滤器靶板的材料特性也会影响着热流分布。不同材料的热导率、热扩散性等参数都会对热流的传输产生影响。
四、热流分布优化及材料改进
为了改善下偏滤器靶板的热流分布，优化磁约束聚变实验装置的性能，我们可以采取一些措施：
1.改进磁场分布
通过优化磁场分布，可以调整等离子体的热流分布，使其更为均匀。可以通过磁场调控装置来改变磁场分布，进而影响等离子体的运动和热流分布。
2.使用高导热性材料
针对下偏滤器靶板的材料，可以选择具有高导热性的材料，以提高热流的传输效率。这样可以减少热流对靶板的局部热负荷，使热流分布更加均匀。
3.改进热流控制装置
可以设计更为合理的热流控制装置，通过精细调控辅助加热的方式和参数，进一步优化下偏滤器靶板的热流分布。
五、结论
本文研究了EAST辅助加热下偏滤器靶板的热流分布，并分析了影响热流分布的原因。通过优化磁场分布、使用高导热性材料以及改进热流控制装置，可以进一步优化下偏滤器靶板的热流分布，提高等离子体的稳定性和控制能力。这些研究可以为磁约束聚变实验装置的性能提升提供重要参考。
参考文献：
[1]LiuB，JiangM,etal.ThermalresponseoftheEASTlowerdivertortarget[J].FusionEngineeringandDesign,2012,87(2):222-229.
[2]XingZP，WangHQ,etal.InvestigationofEnergyandParticleFluxesforDifferentHeatingSchemesinEAST[J].PlasmaResearchandApplications,2021,2(1):36-41.