WEST 中 runaway electron 对 boron-nitride 面板造成损伤的建模

Tommaso Rizzi; Svetlana Ratynskaia; Panagiotis Tolias; Yann Corre; Mathilde Diez; Mehdi Firdaouss; Jonathan Gerardin; Raphael Mitteau; Cedric Reux; Artem Kulachenko; the WEST team; the EUROfusion Tokamak Exploitation Team

WEST 中 runaway electron 对 boron-nitride 面板造成损伤的建模

等离子体物理 2025-09-22 v1

作者: Tommaso Rizzi , Svetlana Ratynskaia , Panagiotis Tolias , Yann Corre , Mathilde Diez , Mehdi Firdaouss , Jonathan Gerardin , Raphael Mitteau , Cedric Reux , Artem Kulachenko , the WEST team , the EUROfusion Tokamak Exploitation Team

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摘要

本文利用可用的经验输入与实验约束，对安装在 WEST tokamak 内部缓冲器上的 boron nitride (BN) 面板由 runaway electron (RE) 引起的损伤进行了建模，这些约束涉及受损材料形貌的事后记录文档以及表面温度长时间衰减的红外相机观测。我们采用了一种新开发的、用于建模 RE 撞击导致脆性失效的工作流，该工作流近期已通过受控的 DIII-D 实验验证。RE 向 BN 输运的 Monte Carlo 模拟为线性热弹性材料响应的有限元模拟提供了体积热源图，同时基于 Rankine 准则预测了脆性失效的起始。该模型很好地捕捉了由热应力驱动的失效与爆炸的物理过程，并对 RE 撞击参数表现出高度敏感性。尽管损伤事件具有偶然性，该工作流在 WEST disruption 中预期的真实载荷规范下预测出的失效与观测结果一致。

关键词

runaway electron boron nitride 脆性失效 WEST tokamak 有限元模拟热应力

引用

@article{arxiv.2509.15821,
  title  = {Modeling of runaway electron induced damage on boron-nitride tiles in WEST},
  author = {Tommaso Rizzi and Svetlana Ratynskaia and Panagiotis Tolias and Yann Corre and Mathilde Diez and Mehdi Firdaouss and Jonathan Gerardin and Raphael Mitteau and Cedric Reux and Artem Kulachenko and the WEST team and the EUROfusion Tokamak Exploitation Team},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.15821},
  year   = {2025}
}

备注

Submitted to NME (Nuclear Material and Energy)

WEST 中 runaway electron 对 boron-nitride 面板造成损伤的建模

摘要

关键词

引用

备注

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