采用改进截面的碰撞辐射建模以研究偏滤器等离子体中的等离子体-分子相互作用

功率排出是实现实用聚变能发电的主要挑战之一。磁约束聚变方法常采用偏滤器构型，其中功率负荷至关重要。近期 MAST-U 和 TCV 中偏滤器等离子体的 SOLPS 模拟显示与实验结果存在显著偏差[36, 35]。对此的一种可能解释是当前 SOLPS 模拟中对等离子体-分子相互作用的处理不正确。SOLPS 在模拟的粒子物理部分使用列表化速率数据[37, 23]。然而，这些速率的准确性令人担忧，尤其是等离子体-分子相互作用方面[33]。因此，本工作中使用了来自不同来源的改进速率数据，如 Laporta[18] 和 MCCCDB[29, 27, 28] 数据库，构建了碰撞辐射模型（CRM）以研究 MAST-U Super-X 偏滤器相关条件下的等离子体-分子相互作用。结果表明，使用这些速率比使用列表化速率与实验有更好的一致性。特别地，观测到分子活化复合（MAR）和解离（MAD）增强。此外发现分子过程可能是偏滤器物理的重要贡献者。还研究了不同过程对振动分布的影响，以及由 CRM 生成的辐射发射光谱。结果表明，在等离子体边缘建模中重新评估等离子体-分子相互作用的反应速率是必要的。