灰尘及再沉积层的研究

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,目录,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.390391(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50100um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,.,ToreSupra上两次长脉冲的滞留量率.,其它装置的结果,ToreSupra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),TpyeIII(6MW5-10kJ),TypeIELMyH-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AlcatorC-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=60kA,ne=0.51019m-3，Length=20s（2）Ip=60kA,ne=0.51019m-3，Length=20s，热壁（3）Ip=60kA,ne=0.51019m-3，Length=50s（4）Ip=60kA,ne=0.81019m-3，Length=20s（5）Ip=60kA,ne=11019m-3，Length=20s（6）Ip=80kA,ne=0.51019m-3，Length=20s（7）Ip=100kA,ne=0.51019m-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,