使用 SOLPS-ITER 对 NSTX-U 中锂蒸气盒偏滤器的预测建模
等离子体物理
2021-03-29 v1
摘要
锂蒸气盒偏滤器旨在通过蒸发和冷凝锂表面使偏滤器等离子体脱靶。通过在偏滤器板附近或之上蒸发锂并在更靠近主腔处冷凝，可形成锂蒸气密度梯度。该密度梯度将能量损失与靶板与脱靶点之间的极向距离联系起来。当脱靶前沿远离偏滤器靶板移动时，锂电离率下降，从而防止辐射区到达 X 点。本文给出使用 NSTX-U 平衡与 PFC 几何的锂蒸气盒偏滤器的刮削层等离子体模拟器（SOLPS）模拟。核心边界条件、充气强度以及热与粒子输运系数的参数被选以匹配实验值。发现与实验刮削层（SOL）宽度有可接受的一致，表明输运系数的选择合理。在预测模拟中，锂通过靶板处的蒸发加入。针对多种蒸发速率给出了峰值热流与上游客流杂质浓度的预测。预测靶板电子温度能够对于 Li/s 的锂蒸发速率降至复合水平（低于 1 eV），表明脱靶。下外靶处的峰值热流可最多降低六倍，同时将上游客流锂份额维持在 2% 以下。锂被阻止到达中平面被证明是由于来自氘气充气的摩擦力的增加。锂也被证明在靠近蒸发器处再沉积，这有利于初始测试与未来的毛细多孔系统。
引用
@article{arxiv.2103.14135,
title = {Predictive Modeling of a Lithium Vapor Box Divertor in NSTX-U using SOLPS-ITER},
author = {E. D. Emdee and R. J. Goldston and J. D Lore and X. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14135},
year = {2021}
}