氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究

摘要：

由于低质量数材料不可接受的高腐蚀率以及氚共沉积的问题,未来聚变堆中更希望使用全钨壁.由于钨在芯部的高辐射冷却率,芯部的钨杂质浓度需要限制在非常低的水平(约10-5).中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)要求其高功率稳态运行,全钨壁是优先考虑的方案.为了估计全钨壁CFETR的芯部钨杂质浓度,用边界等离子体物理模拟软件SOLPS(Scrape-off Layer Plasma Simulation)对下单零偏滤器位形不同氖气(Ne)辐射杂质注入速率下模拟得到边界等离子体背景,再利用蒙特卡罗杂质输运程序DIVIMP(DIVertor and IMPurity)对钨杂质的输运进行了模拟.当Ne注入速率较低、靶板温度仍然较高时,即使仅考虑靶板为钨材料,芯部钨杂质浓度依然过高.当外靶板峰值温度降低至约10 eV时,钨靶板对芯部钨杂质浓度的贡献降至可接受的水平;但当包含主等离子体室壁的贡献时,芯部钨杂质浓度仍然达到10-4的水平.因此当Ne杂质注入速率较高时,过高的芯部钨杂质浓度主要来源于主等离子体室壁.未来的工作中需要进一步关注钨壁对芯部钨杂质浓度的影响.

关键词：中国聚变工程试验堆、DIVIMP、等离子体与壁相互作用、数值模拟、钨杂质输运

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分类号：TL62+7(受控热核反应（聚变反应理论及实验装置）)

资助基金：国家自然科学基金11375191、11305216;国家磁约束核聚变能发展研究专项No.2014GB110000资助 Supported by National Natural Science Foundation of China11375191, 11305216;National Magnetic Confinement Fusion Science Program of China2014GB110000

在线出版日期：2018-01-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：70-76