氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究

HFCAS OpenIR

	氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究
其他题名	Simulation study of core W impurity concentration with Ne seeding for CFETR
	吴樑 1; 徐国梁 1; 周一夫 1; 张传家 1; 毛世峰 1; 罗正平2 ; 郭勇2 ; 彭学兵2 ; 叶民友 1
	2018
发表期刊	核技术
ISSN	0253-3219
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 TestReactor，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fNe）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10eV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。
其他摘要	Background Due to unacceptable high erosion rate of low-Z material and the problem of tritium co-deposition, full-tungsten wall is excepted for future fusion reactor. However, the core tungsten concentration has to be limited to very low level of 10-5 due to its the high radiative cooling rate. China fusion engineering test reactor （CFETR） requires high-power steady-state operation, full tungsten wall is preferred. Purpose This study aims to evaluate the core tungsten concentration for CFETR with full tungsten wall. Methods Edge plasma simulation sotiware scrape-off layer plasma simulation （SOLPS） is employed to simulate the edge plasma with different Ne seeding rates for the lower-single null configuration. With the simulated edge plasma as the background, Monte Carlo impurity transport code DIVertor and IMPurity （DIVIMP） is used to simulate the transportations of the impurity of tungsten. Results When the Ne seeding rate is low and the target temperature keeps high, the simulated core tungsten concentration is too high to be considered. The contribution of tungsten target becomes acceptable when the target temperature is lower to about 10 eV; however, when the main chamber tungsten wall is included, the core tungsten concentration is still at the level of 10^-4. Conclusion The tungsten source from main chamber wall is the main cause of high core tungsten concentration when seeding impurity rate is high. The influence of tungsten wall on the core tungsten impurity should be further focused in future work.
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
收录类别	CSCD
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:6154660
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.hfcas.ac.cn:8080/handle/334002/98600
专题	中国科学院合肥物质科学研究院
作者单位	1.中国科学技术大学核科学技术学院 2.中国科学技术大学核科学技术学院 3.中国科学技术大学核科学技术学院 4.中国科学技术大学核科学技术学院 5.中国科学技术大学核科学技术学院 6.中国科学院等离子体物理研究所 7.中国科学院等离子体物理研究所 8.中国科学院等离子体物理研究所 9.中国科学技术大学核科学技术学院
推荐引用方式 GB/T 7714	吴樑,徐国梁,周一夫,等. 氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究[J]. 核技术,2018,041.
APA	吴樑.,徐国梁.,周一夫.,张传家.,毛世峰.,...&叶民友.(2018).氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究.核技术,041.
MLA	吴樑,et al."氖杂质注入条件下CFETR芯部钨杂质浓度的模拟研究".核技术 041(2018).