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击穿作为托卡马克放电的初始阶段,有重要意义。它不仅是放电其他各阶段研究的前提,也给他们提供了必要的参考。目前,超导体的使用,对系统强加了一些限制,这些限制与高环电压的获得相矛盾,为此,本文针对EAST装置,通过模拟的方法对线圈电流进行了优化。与此同时,为了更深入地了解击穿,我们还查看了各参数对击穿的影响。
根据托卡马克中的击穿条件及系统的限制,本文应用美国通用原子研究所(General Atomics,GA)的托卡马克击穿程序考查了多种条件下的击穿模拟:不同击穿区下的模拟,两种模型下的模拟,真空室两种总段数下的模拟,等离子体电流存在与否时的模拟,以及不同通量下的模拟。模拟显示:可以实现拉长截面的击穿区,但存在等离子体平衡问题;就EAST装置来说,击穿中心选在主半径R=1.8m(m是米)处较合适;新模型对环电压的模拟更接近渴望值;真空室划为更多段数时能更真实地反应击穿过程;等离子体电流的存在会缩小零场区、降低环电压;低于6vs(vs是伏秒)通量下的模拟误差较小。
为了检查模拟是否有效,本文还对模拟结果与实验结果进行了比较,并对所出现的问题进行了讨论。比较发现,尽管零场区的计算有一定的偏差,但总的来说与实验基本一致。
总之,本文通过对击穿的模拟研究,指出了多种因素对击穿的影响,为试验提供了一定的参考。