锂化壁处理及液态锂第一壁试验研究.PPT

ASIPP ASIPP 中检报告 锂化壁处理及液态锂第一壁实验研究 报告人：左桂忠 导 师：胡建生 2011.11.10 报告主要内容 论文的计划目标 论文研究进展情况 存在的问题及改进措施 论文的计划目标 锂化壁处理实验 对等离子体性能的影响 不同壁处理的比较 不同壁的比较 液态锂限制器实验 系统的设计与搭建 关键的技术 锂的使用及保护 流动液态锂的应用 锂表面结构的选择 锂表面清洗 热流控制 锂发射的控制 锂沉积移除 物理目标 对等离子性能的影响 限制器表面热流分析 等离子作用下限制器表面受力分析 报告主要内容 论文的计划目标 论文研究进展情况 存在的问题及改进措施 锂化系统结构图 dropper 论文研究进展情况 等离子体性能明显提高 杂质辐射降低 更低的边界再循环 降低的 H/(H+D), 提高了ICRF少数粒子加热效率 增加等离子体储能 降低了L-H转化的功率阈值，EAST实现H模 锂化壁处理实验结果 * 锂化降低边界再循环及氢氘比 * 氢氘比随着锂化次数的增加逐渐降低 锂化后，氢再循环降低 锂化前后杂质对比 锂化后碳氧杂质明显降低，总杂质辐射降低 From Dr. Zhenwei wu * 锂化前后壁滞留 由于锂对氢同位素的吸附，锂化壁滞留率明显增强 锂化前 锂化后 * 提高ICRF少数粒子加热效率 H/H+D ~10% Stored energy~10kJ Te increase ~200ev 通过锂化: H/(H+D)减低到10% 以下，观察到ICRF少数粒子加热效率提高 * 锂化壁处理对MHD的抑制 通过锂化壁处理，MHD能够被有效的抑制. * 比较不同镀膜壁处理 硼化后氢再循环，氢氘比及壁滞留高于硼化前 经过几百炮以后，氢氘比恢复到硼化前的水平 SiH4硅化后，开始的几炮氢再循环及氢氘比较高 SiH4氢氘比不能有效降低 SiD4能降低氢氘比，但是经过十几次硅化，氢氘比仍不能降到20%以下 锂化后氢再循环及氢氘比能较低到非常低的水平 多次锂化氢氘比能降到大约5% EAST新的里程碑 H-mode operation Long pulse and high current operation From RGA data in release gases 通过多次的锂化，EAST实现了100s放电，1MA等离子体，6.4sH模 First effective heating of ICRH：No.30294 * HT-7锂限制器实验 2009年第一轮锂限制器实验 自由的锂表面 2009年第二轮锂限制器实验 CPS结构：两层不锈钢网平铺在限制器表面 2011年第三轮锂限制器实验 论文研究进展情况 Re-filling system HT-7 Ha强度降低了20%； 碳、氧杂质减小；环电压略降低； 粒子约束时间提高2倍; 能量约束时间从25.86ms 增加到 30.04ms. 锂限制实验初步实验结果 CPS结构改善锂的约束 CPS结构下锂限制器的使用时间较自由表面的限制器长 自由表面锂斑尺寸较大且稠密; 自由表面锂斑细密且较少(P=2σcosθ/R， σ~406mNm-1,R=0.075mm, cosθ~1，P~1*104Pa) 自由表面锂限制器下地锂沉积 * CPS结构表面锂限制器下地锂沉积 液态锂能够顺利流动: 内径10mm 的管子； 非常低的温度~250 ℃； 仅仅通过重力的作用，无需预设的外部氩气压力. 纯在的问题 很难呢控制锂的流速及注入的锂量； 很难控制锂的注入位置 大量的锂流到限制器的表面. 锂限制器在使用一次后，仍有大量的锂在限制器的表面 * 液态锂的外部注入 锂的发射与等离子破裂 锂限制作为主限制器是（r=26cm）具有更低边界再循环比锂限制位于r=27.5cm. 大量的放电破裂在限制位于 r=27cm 及26cm. r=27.5cm, 正常放电; r=27cm, ~ 2/3 放电破裂； r=26cm, ~9/10 放电破裂. * 锂发射的可能原因 溅射 (sputtering yield 0.5-1) 蒸发~1017s-1 (r=260cm,t~0.8s, OH 放电, ansys计算限制器最高温度~360oC) 喷射 J×B 力(J 来自 SOL, 等离子体的感应电流, TEMHD, 其他 MHD 不稳定性) 可能的放电中锂限制的晃动。 Large-scale Droplets 随着锂的发射增加，锂的辐射强度增强，等离子体放电破裂。 * 0.27s 0.32s B 锂的径向流动（CCD观察） 可能的原因： 1.TCMHD: 高场侧等离子体与限制器的相互作用