中子源模型对氘氚等离子体中子学分析的影响

• الحاوية / القاعدة: He jishu
• المؤلفون الرئيسيون: 杨 文军, 龚 学余, 高 翔
• التنسيق: مقال
• اللغة: الصينية
• منشور في: Science Press 2025-10-01
• الموضوعات: 中子源; 中子壁负载; 密度峰化; 中子源模型
• الوصول للمادة أونلاين: https://www.sciengine.com/doi/10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.240422
• تدمد: 0253-3219

等离子体中子源是托卡马克中子学分析的重要输入，是连接核聚变等离子体物理和工程设计的桥梁。为了更精确地描绘中子壁负载（Neutron Wall Loading，NWL）的空间分布，开发了一组处理中子源和NWL的独立代码。对托卡马克中的氘氚聚变等离子体放电进行研究，构建了核聚变反应类型以及中子源释放模型，同时也建立了高能量中子对第一壁轰击的理论模型。基于托卡马克等离子体位形，采用“复丝”方法开展了中子源和NWL分布的数值模拟研究。研究结果表明，NWL最大值在外侧中平面附近，比在内侧中平面的高100%以上，应特别注意位于外侧中平面附近关键部件的辐射屏蔽和辐射防护。NWL的最小值位于顶部板或底部板，因此非中子诊断设备可优先考虑安装到顶部板和底部板。同时，还研究了密度峰化（Density Peaking，DP）因子对中子学分析的影响。随着密度峰化的增加，NWL在外侧中平面和内侧中平面的峰值均减小。然而，NWL的下降幅度非常小：当中子源峰值增加约1.5倍时，NWL的值仅下降了10%。因此，DP因子对托卡马克装置的NWL分布影响较小。最后，还研究了温度分布对中子学分析的影响。随着温度的增加，聚变功率和中子壁负载都是增加的，表明在托卡马克装置中等离子体温度对NWL分布具有显著影响。