EAST中性束注入器束中性化区气流模拟分析.PDFVIP

第51 卷第4 期 真 空 VACUUM Vol. 51 ，No. 4 2014 年7 月 Jul. 2014 EAST中性束注入器束中性化区气流模拟分析 韦 江龙，谢远来，梁立振，胡纯栋 （中国科学院等离子体物理研究所，安徽 合肥 230031） 摘 要：中性束注入（NeutralBeamInjection）加热是磁约束核聚变装置上主要的辅助加热手段。强流 离子束中性化是中性束注入的关键步骤，它直接决定了中性束的注入功率，进而影响对等离子体的加 热效果。 本文分析了EAST中性束注入器束中性化区的气流特性，发展了基于直接模拟蒙特卡洛 （DSMC）方法的气流模拟程序，并用于EAST中性束注入器束中性化区的模拟分析和优化设计。 关 键 词：中性束注入器，气流模拟，蒙特卡罗 +.2 中图分类号：O532 6 文献标识码：A 文章编号：1002-0322 （2014）04-0075-05 Simulation of the gas flow in the neutralization region of EAST neutral beam injector WEI Jiang -long, XIE Yuan-lai, LIANG Li-zhen, HU Chun-dong （Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science, Hefei 230031, China） The research verified that neutral beam injection is a main method for heating magnetic confinement fusion plasma Abstract ： to ignition temperatures. Neutralization of high -current ion beams is a key process in neutral beam injection, which directly determines the power of neutral beam and then affects the heating effect. We analysed the characteristics of gas flow in the neutralization region and developed a direct simulation monte carlo （DSMC）code for modeling gas flow . Based on this codes, the simulation and optimization of the gas flow in the neturalization region of EAST neutral beam injector were carried out. Key words ：nneutral beam injector; gas flow simulation; Monte Carlo method 中性束注入器（Neutral Beam Injector，NBI）时所受到的洛仑兹力的作用，将其偏转180° 而 是将高能中性粒子束注入到聚变装置内用于加 脱离原来的传输方向，进入离子吞食器。经过 [1 热等离子体、驱动等离子体电流的装置 ]，也 偏转系统分离出离子后的高能中性粒子束流 是 EAST托卡马克实现其科学目标所必须的辅经漂移管道注入到EAST等离子体中。可见，离 [-4] 助加热系统 2 。EAST-NBI工作原理如图1所子束中性化过程对EAST-NBI的加热效果十分 示。EAST