托卡马克边缘等离子体中的锂滴运输
等离子体物理
2026-04-03 v1 计算物理
摘要
已在 Direct Simulation Monte Carlo 代码 OpenEdge 中开发了锂滴运输与蒸发模型。该模型将重力、碰撞离子阻力、轨道运动限制充电、能量平衡蒸发及各向异性火箭 recoil 力耦合，并采用 Strang 分裂积分器实现。相对于分析阻力-重力解及独立 RK45 蒸发积分，分别对半径为 1.5、2.5 和 3.5 mm 的锂滴，相对误差均低于 0.00001。CAT 托卡马克反应堆概念中，针对从内、外分离口面释放 10 万 个锂滴的仿真表明，运输结果取决于初始尺寸、速度与释放位置。外分离口的锂滴主要局部沉积，而内分离口的锂滴到达低场侧墙壁。较小的锂滴在到达核心前蒸发失去大部分质量，较大的锂滴保持质量并在附近瓷砖上沉积。两种单向耦合与迭代双向耦合框架将蒸发后的锂映射为 SOLPS-ITER 网格上的体积源，从而实现对锂滴对边缘等离子体性能影响的自洽评估。
引用
@article{arxiv.2604.02100,
title = {Lithium Droplet Transport in Tokamak Edge Plasmas},
author = {A. Diaw and J. D. Lore and S. Smolentsev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.02100},
year = {2026}
}