HT-7EAST灰尘及再沉积层的研究.PPT

ASIPP HT-7壁滞留的研究 提案人：曹斌、李建刚、胡建生 实验背景 实验目的 实验方法 其它装置的研究现状 预期结果 实验背景 等离子体与壁相互作用的基本图像 实验背景 原料的滞留和再循环是对下一代以C作为等离子体表面材料的聚变装置的一个非常重要的问题，特别是对ITER（400s-7min）一样的长脉冲放电装置。从现有的实验数据知道，对于ITER这样的装置可释放的氚的总量是350g（T. Loarer, J. Nucl. Mater. 390–391 (2009) 20-28.）。以一个注入速率为200Pam3s-1的氘氚均等混合原料，氚的滞留率为5%来看，经过70次放电就会达到饱和。所以研究等离子体在放电过程中壁滞留是非常重要的。 实验目的 HT-7限制器面对等离子体材料为GBST1308 (1%B, 2.5%Si, 7.5%Ti)搀杂石墨，为了提高石墨的抗物理溅射能力，通过化学气相沉积，在石墨瓦表面涂有50~100um的SiC涂层，用于减少溅射产额和氢同位素的滞留。与国外主要以CFC作为限制器材料不同，通过对比可以得到二者在壁滞留上的差异。 HT-7上的内衬材料为不锈钢，可以跟全石墨材料的托克马克进行比较。 得到不同放电参数下的壁滞留。 实验方法 实验方法有两种： 粒子平衡和样品分析法 粒子平衡满足以下等式： 样品分析就是放入样品在一阶段实验之后取出用TDS和SIM的方法分析 其它装置的结果 . Tore Supra上两次长脉冲的滞留量率. 其它装置的结果 Tore Supra上滞留量与放电时间的关系. 其它装置的结果 JET在不同模式下的滞留： (L-mode(2MW),Tpye III(6MW5-10kJ),Type I ELMy H-mode(13MW-100kJ)) 高Z材料的装置 在以金属作为壁材料的高Z装置中（主要是Alcator C-Mod以钼作为壁材料，ASDEX-U以钨作为壁材料）显示了比C作为壁材料更低的H及其同位素的滞留. 由于ASDEX-U分别采用过W和C作为壁材料，就将二者进行比较： 高Z材料的装置 装置中W材料比例越大D的恢复比例越高 不同壁材料下的滞留 随着W在装置中比例增高,T的滞留量下降。 HT-7 对于HT-7的长脉冲放电，在放电刚结束后会有高达90%的滞留，而几十秒过后会有大约30%被抽出，总滞留率为60%。 HT-7 以前作HT-7壁滞留的时候，只做了几次放电的壁滞留，这次会做一个阶段的壁滞留（比如两次清洗之间）。 上次的放电参数上只做了时间的比较，这次会做更多的参数。 上次没有用样品分析的方法，这次将采用。 粒子平衡 粒子平衡方法测壁滞留所需要的实验数据有： （1）充气罐的气压； （2）各抽气口的气压及质谱； （3）抽气泵的抽速； （4）第一壁温度； （5）放电过程中的参数； 粒子平衡 粒子平衡需要测量不同阶段每一阶段的壁滞留（这只需要跟随主要实验进行），通过这些数据可以得到： （1）清洗前后壁滞留的不同 （2）硼化、锂化对壁滞留的影响 （3）壁温对壁滞留的影响 （4）放电参数对壁滞留的影响 （5）放电中间壁的放气 粒子平衡 为了更好的研究单次放电中的壁滞留，我需要7种各2次长脉冲放电（分别在硼化前后），所需要的实验参数如下： （1） Ip=60 kA, ne=0.5×1019 m-3， Length=20s （2）Ip=60 kA, ne=0.5×1019 m-3， Length=20s，热壁 （3） Ip=60 kA, ne=0.5×1019 m-3， Length=50s （4）Ip=60 kA, ne=0.8×1019 m-3， Length=20s （5）Ip=60 kA, ne=1×1019 m-3， Length=20s （6）Ip=80 kA, ne=0.5×1019 m-3， Length=20s （7）Ip=100 kA, ne=0.5×1019 m-3， Length=20s 样品分析 在实验结束后希望取出一片石墨瓦用SIM和TDS的方法进行分析，了解在一轮实验中的壁滞留。 在实验中也会放入W和C的样品，经过一阶段的实验取出用SIM和TDS的方法进行分析，了解在一阶段实验中的壁滞留，并与粒子平衡的方法进行对比。 实验要求 所需诊断 无特殊要求 所需条件 见放电参数 预期结果 获得不同放电参数下HT-7壁滞留 获得不同阶段的壁滞留 获得一轮实验总的滞留 获得装置不同位置壁滞留差异 获得壁滞留的沉积方式 * * ASIPP * *