热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

西物院在聚变堆杂质输运研究方面取得原创性成果

2024-04-03 16:47     来源: 核工业西南物理研究院     核聚变 等离子体
近日,核工业西南物理研究院副研究员许少康和合作者在聚变堆杂质输运研究领域取得重要进展。通过大规模动理学数值模拟和理论解析,他们首次发现聚变堆杂质重离子平行漂移频率反转现象,以及由此引发的湍流输运新机制。相关成果发表在国际物理学顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

图:刊发论文标题

在核聚变装置中,必须使用耐高温材料保护装置内壁。内壁和高温等离子体接触会融化电离,产生杂质离子进入聚变堆内部。杂质辐射导致等离子体能量损失,会降低磁约束核聚变装置能量约束性能,严重时将引起等离子体破裂。因此,杂质输运问题一直是磁约束核聚变研究领域的核心科学问题

许少康在研究工作中提出处理动理学过程的新方法,发现在强磁剪切或高安全因子条件下,电势扰动幅度沿磁力线方向变化很大,电势扰动幅度的二阶导数会对杂质的平行漂移频率产生贡献,导致杂质重离子平行漂移频率在相空间反转,使得平行磁力线方向速度相反的杂质离子具有相同的平行漂移频率。而在以往研究中,受傅里叶变换方法的影响,学术界通常使用平行波数来处理平行磁场方向的动理学过程,据此广泛认为正负平行速度的粒子具有相反的平行漂移频率。此次新发现改变了学术界传统认知。

杂质平行漂移频率反转效应能有效增强捕获电子模湍流模式下杂质向外输运排出,能够有效缓解聚变堆杂质聚芯辐射问题,为提高磁约束装置能量约束性能提供了新的科学依据。该研究结果也表明,磁化等离子体系统中粒子扰动沿磁力线方向具有高度复杂的空间结构。

图: 杂质重离子平行漂移频率沿磁力线方向的空间结构

多位国际知名等离子体物理学家高度评价这一工作,认为该工作跟传统理论相比是一个显著进步(“take a large step beyond the conventional understanding”),为动理学等离子体湍流研究指出了一条新的研究方向(“a new research direction in kinetic plasma turbulence”)。


推荐阅读

中国宝原召开2024年第二次安委会(扩大)会议暨安全生产治本攻坚三年行动启动会

4月8日,中国宝原召开2024年第二次安全生产委员会(扩大)会议暨安全生产治本攻坚三年行动启动会,中国宝原党委书记、董事长、安委会主任韩泳江主持会议。中国宝原安委会成员,各二级单位主要负责人及安全管理相关人员参会。 2024-04-09

中核集团召开安全生产委员会(扩大)会议

4月7日,中核集团召开安全生产委员会(扩大)会议,深入学习贯彻习近平总书记关于安全生产重要指示批示精神,牢固树立安全发展理念,压实各级安全环保责任,保障各类安全环保风险可控在控,确保核安全绝无一失,以高水平安全保障集团公司高质量发展。 2024-04-09

中核海得威召开2024年一季度经济运行分析会

4 月 8 日,中核海得威召开 2024 年一季度经济运行分析会,总结回顾一季度生产经营和重点工作完成情况,分析研判当前面临的形势任务,安排部署二季度及下一阶段重点工作。公司党委书记、董事长刘文等全体班子成员出席会议,总经理温蔚主持会议。 2024-04-09

中核环保与中核传媒开展交流座谈

4月8日下午,中核传媒副主任、副总经理、总编辑孙敏莉带队赴中核环保开展座谈交流。中核环保党委副书记、副总经理王英,工会主席、董事会秘书左跃出席会议。会上,结合“整体·协同”年,双方围绕近期中核集团和中核环保的宣传方向和重点展开交流。 2024-04-09

赵翼鑫赴中核同心调研乡村振兴和产业发展

近日,中核环保有限公司总经理、党委副书记赵翼鑫一行赴中核(宁夏)同心防护科技有限公司(以下简称中核同心)调研指导乡村振兴和产业发展工作,慰问同心公司干部职工,并与公司领导、股东代表、职工代表开展座谈交流。 2024-04-09

阅读排行榜